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常温でゲル状保冷剤の成分は？
tukitosanの回答
- tukitosan
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tukitosan です。補足の希望があったので書きます。 ポリマー（重合体）というのは、単量体（モノマー）と言われる比較的小さな分子が重合する（たくさん結合する）ことによって出来る物質です。 この出来方には、基本的に２通りのパターンが有ります。 縮合重合‥水のような小さな分子が取れる事によって 多数のモノマーが結合してできること 付加重合‥不飽和結合と言われる二重結合や三重結合の 部分がはずれて多数のモノマーが結合していくこと このうち、今回、名前が上がってきたポリアクリル酸ナトリウムは次のようにして作ると考えられます。 (1) アクリル酸（モノマー）を付加重合させて、ポリアクリル酸（ポリマー）を作る。 ＣＨ２＝ＣＨ （－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ ｜ → ｜ ＣＯＯＨ ＣＯＯＨ (2) このポリアクリル酸に水酸化ナトリウムを作用させてポリアクリル酸ナトリウムにする。 （－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ （－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ ｜ → ｜ ＣＯＯＨ ＣＯＯＮａ という変化をしています。 このとき通常、通常のカルボキシル基の－ＣＯＯＨより、中和して称したカルボン酸イオンの部分－ＣＯＯ－（最後の－は「マイナス」）のほうが、極性が大きくなり、水を引きつける力が強くなります。そのため(2)のような処理をしているのです。 このポリマーですが糸の様に長い状態の分子ですので、互いにに、からまりあいます。しかし、からまった状態でもほどけていくことがあるので、この分子と分子の間をつなぐ意味でエチレングリコールやエタノールという物質を加えているのです。 これにより、水をたくさん含む物質ができあがることにないます。また水分子は、このポリマーと結合しているので、あまり流れ出たりという流体としの性質は表れないことになります。（少しぐらい袋がやぶれても流れ出たりしない。） また、熱のことですが、通常の水の比熱は１cal/g（ｋＪと言う表現があるが cal のほうが理解しやすいと思ってこうしました。）です。 簡単に説明する為に、この状態である水も通常の水と同じで比熱であると考えて行きます。 １００ｇの水の温度を１℃上げるのに必要な熱量は、１００ calです。 しかし、１００ｇの水を溶かすのに必要な熱量は、水の融解熱（固体を溶かして液体にするのに必要な熱量）は、７９．７cal/gなので、０℃の氷から水にするのに必要な熱量は、７９７０calと莫大な量が必要になることになります。 ですから、固体にしたものを利用する方が大量の熱を必要として、結果として長く冷えていると言うことになります。 こんな説明でいかがでしょうか。 また、以前「ポリマーの化学構造式」について、説明したものがあるので、そちらの方も参考にしてみて下さい。 助言にでもなれば、幸いです。 tukitosan でした。
- noname#211914
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お礼
tukitosanさん‥たくさん教えていただいてありがとうございました。janfrancoさんのQ-NO.#22739では，処分方法まで考案されてましたね。そこで書かれていたように，毒性・安全性の面でカスタマイズ用の副素材に使われているものが何か‥ということを想定しないといけないですよね。 おかげさまでポリアクリル酸ナトリウムが保冷材としてだけでなく，多様な用途に私たちの生活に身近に役立っているスグレモノ素材であることを認識させていただきました。 たくさんのことを教えていただき，知的に満足度の高い一日を過ごさせていただき本当にありがとうございました。また御存知のことで私が質問したときもよろしくお願いいたします。
補足
補足ありがとうございます。ポリマーや重合,比熱(ジュール式)のことは高校レベルの化学で習っていました。知りたかったのは保冷剤におけるポリアクリル酸ナトリウムの純度や,吸水性が高いポリマーは色々あると思いますが他の材料に比べての利点についてでした。高吸水性ポリマーとして有名なのは紙おむつ・生理用品にも使われているものですよね。あそこで使われているポリマーとの異同など教えていただけると素人的にはわかりやすいです。構造式というより有機的特性についてです。 生食の食材に密着して使用されますので万が一破出の際の有害性の問題にも関係すると思います。 また追加していただけるとありがたいです。