百科 | “海洋宝宝”吸水就能“长大”，是什么原理？

在儿童玩具市场，我们经常看到有一种称为“海洋宝宝”的玩具，买回来是一颗颗五颜六色的小珠子，将其浸泡在水中一段时间后发现小珠子竟然会“长大”10几倍，捏起来软软的富有弹性。

吸水后，小珠子（上图）就会变成大珠子（下图）

“海洋宝宝”属于高吸水性树脂。那么这种材质究竟为何物？

高吸水性树脂是一种既不溶于水也难溶于有机溶剂的水溶胀型功能高分子聚合物。该分子链上含有羟基、羧基、酰氨基、磺酸基等亲水基团和松散网络结构，具有超强吸附能力，能够吸收比自身重量几百至上千倍的水。**当吸水膨胀后，高吸水性树脂与水发生凝固会成为一种水凝胶，具有吸水速率快、保水性能好等优点。**之所以具有这么强大的功能，是因为该材料中具有羧基、羟基等亲水性基团与水分子中的氢键发生作用，并且其分子链网格结构可高度溶胀，将水分子牢牢束缚其中，在受热、加压的条件下液体依旧不易挤出。

近年来，高吸水性树脂发展迅速，原料来源丰富，一般可分为合成聚合物类、生物质类、有机—无机复合物三大类。

合成聚合物类吸水树脂是小分子经过聚合件交联得到的，其中聚丙烯酸盐类原料简便易得，具有耐热性好、对大多数酸碱具有良好的抵抗性、长期存储不易腐蚀等优点，但是这种吸水性树脂很难被生物降解，容易污染土壤。

生物质类吸水树脂原料有淀粉、纤维素、蛋白质等天然产物，具有成本价格低廉又容易得到，并且能够被生物降解，极大地降低了环境污染，因此在农业生产中有很大的应用前景。

有机—无机复合类吸水树脂解决了传统高吸水性树脂吸水能力强，但机械性能不好，因此利用纳米材料的优越性能，通过将无机纳米材料加入有机高吸水树脂中进行改性，来提高吸水材料的稳定性、耐盐性等综合性能。

目前，高吸水性树脂在化妆品、农业生产、生鲜运输行业得到广泛应用。

图源：视觉中国

为了达到清凉的效果，科研人员会在一些化妆品中添加酒精，而酒精具有易挥发特性，向其中加入一定量的高吸水性树脂便可起到防止挥发的作用。高吸水性树脂吸水后的树脂呈凝胶状，具有很好的黏度，可用作化妆品的增稠剂。在配制染发水时，聚丙烯酸盐、甲基溶纤剂、酸性染料和水配制成的染发水，加入高吸水性树脂便可使材料之间更加融合，具有一定的护发、染色效果。

在干旱缺水的环境中，高吸水性材料可在水量充沛时大量吸水，在干旱期间缓慢释放出水分，从而较好地保存、储蓄雨水，既减少灌溉次数又节约灌溉成本，使土壤在较长时间保持较高的水分含量，水利用率得到极大提高，实现最大的经济效益。

生鲜类食物自身含水量较多，在运输过程中与干燥空气接触后容易失去水分，储藏时间越长越容易变质。为了提高生鲜食品的保鲜期，高吸水性材料可以和具有抑菌作用的丙二醇配制的保鲜剂一起对食物进行保鲜处理，这样就延长了食品的储存时间。

来源：“中国科普网”微信公众