保麗龍變身秀
明道高中 程明亮
在塑膠回收分類中，編號 6 號的就是聚苯乙烯，發泡型 的聚苯乙烯俗稱保麗龍，常用於電器產品運送過程的緩衝保 護，以及隔熱、隔音的材料，譬如夏天裝冰淇淋、冰棒的容 器經常會使用保麗龍；至於非發泡型的聚苯乙烯，則做為一 些乳酸菌飲料的容器，如養樂多、健健美等。課堂上我們強 調回收再利用的概念，今天，我們嘗試找幾種有機溶劑，看 看保麗龍在裡面是否溶解？溶解的快慢如何？以及溶解後 的濃溶液是否性質相同？有何用途？並進一步探討：如果保 麗龍在某種溶劑中溶解消失了，它的結構是否完全遭受破 壞，還是可以重新再析出。
原理：
以苯乙烯為單體在高溫高壓下可以行加成聚合得到聚苯乙烯，是 一種直鏈狀聚合物，因其難溶於水，可推測具有氫鍵的溶劑以及高極 性的溶劑，應難以溶解聚苯乙烯；而非極性溶劑或弱極性溶劑較可能 將聚苯乙烯溶解，因此，我們尋找了四種溶劑：正丁醇、甲苯、乙酸 乙酯、丙酮，正丁醇為具有氫鍵的有機溶劑；甲苯為與苯乙烯結構相 似的有機溶劑；乙酸乙酯為弱極性有機溶劑；丙酮則為極性稍強的有 機溶劑；溶解的原理，一般而言：具氫鍵的溶質易溶於具氫鍵的溶劑
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中；極性溶質易溶於極性溶劑中；非極性溶質易溶於非極性溶劑中；
簡單的說：就是物以類聚。(註 1)
(註 1)：嚴格來說，一個聚合物是否能溶於一個溶劑中，要看兩者的
溶解度參數(solubility parameter)是否接近，溶解度參數由分子極性，
分子間分散力以及氫鍵三個因素共同決定，這部分要到大學的物理化 學才會教。
材料：
正丁醇 15 毫升 甲苯 15 毫升 乙酸乙酯 15 毫升 丙酮 15 毫升 燒杯(50 毫升) 7 個 免洗筷 2 雙 木片(5×5) 4 片 自來水 15 毫升 碎保麗龍 一大包 養樂多罐 1 個 剪刀 1 支 橡皮筋 2 條做法：
1. 取四個 50 毫升燒杯編號 A、B、C、D，分別加入 10 毫升 正丁醇、乙酸乙酯、甲苯和丙酮，酌量加入數顆碎保利龍，
一一觀察保利龍在不同溶劑中是否溶解，若能溶解，仔細 觀察溶解過程有何現象？
2. 能夠溶解的，繼續加入更多碎保利龍，以竹筷攪拌，直到 呈濃稠狀或濃溶液為止。
3. 將呈濃稠狀液體以竹筷塗在木塊上成薄薄一層，約 1 分鐘 後再貼上另一片木塊，以橡皮筋將木塊束緊，靜置一旁，
一段時間後，再觀察此濃稠液是否具有黏著性，是否適合 做一種接著劑。
4. 用剪刀剪開養樂多罐，剪 3 片 2 公分見方，大小約等的小 片，準備溶到乙酸乙酯、甲苯和丙酮三種不同的溶劑中。
5. 取三個 50 毫升燒杯編號 X、Y、Z，分別加入 5 毫升乙酸 乙酯、甲苯和丙酮，分別加入 1 片剪好的養樂多罐外殼，
以竹筷攪拌使之溶解，等溶解完後，比較發泡型與非發泡 型聚苯乙烯，在溶解過程有何不同？溶解速率是否相同？
6. 在 X、Y、Z 三個燒杯中，分別加入一些自來水，搖一搖 看看是否有什麼東西析出來，各燒杯析出來物質的形狀完
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全相同嗎？
動腦想一想：
1.
發泡型的聚苯乙烯與非發泡型的聚苯乙烯在溶解過程中 最大的差異是：有沒有氣泡產生，請問這些氣泡的來源是 化學反應的產物？還是另有來路？2.
聚苯乙烯在那一種溶劑中無法形成濃稠狀，只能形成濃溶 液？在此溶液中加入少量水，有何現象發生呢？為什麼會 發生此種現象？3.
聚苯乙烯在何種溶劑中可以形成濃稠狀，此濃稠狀液體經 過實驗，適合做接著劑嗎？4.
在聚苯乙烯的甲苯溶液中加入少量水，有何奇特現象發生 呢？為什麼會發生此種現象？
注意事項：
本實驗所使用有機溶劑，應避免沾到皮膚。
使用完的溶液，可倒入抽水馬桶中，並沖入化糞池，利用 生物處理來分解這些有機物。
