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  • 1 # 坤獸O_o161981961

    基本資訊

    暖貼為片狀貼劑,是由原料層、明膠層、無紡布三部分組成的,原料層是由鐵、 蛭石、活性炭、食鹽、水等合成的聚合物,可在空氣中氧氣的作用下發生放熱反應。從而達到暖的效果。

    中文名稱

    暖貼

    用途

    防寒保暖、熱敷身體、暖宮暖胃

    持續時間

    12小時

    產品性質

    鐵,蛭石,活性炭,食鹽等混合物

    作用原理

    暖貼中的原料層可以在空氣中氧氣的作用下12-20小時內持續不斷地釋放熱量,這種反應過程是從一開啟真空包裝的時候開始的。

    原理解析

    暖貼是利用鐵氧化反應放熱來發熱。實際上也就是根據鐵在潮溼空氣中發生吸氧腐蝕的原理。同時利用活性炭的強吸附性,在活性炭的疏鬆結構中儲有水蒸氣,水蒸氣液化成水滴,流出與空氣和鐵粉接觸,在氯化鈉的催化作用下較為迅速的發生反應生成氫氧化鐵,放出熱量。

    鐵在自然條件下的氧化反應速度是緩慢的,若能加快這種反應,如設法加大鐵的表面積,使用水,食鹽和活性炭形成原電池來促進反應,就可以得到發熱袋所需的溫度,成為發熱袋的熱源。

    負極:Fe-2e-=Fe2+

    正極:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-

    總反應:2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2

    4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3

    2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O

    功能用途

    1. 防寒保暖、熱敷身體、暖宮暖胃、經期護理、一貼即熱,快速熱敷、消腫、止痛、活血化瘀,廣泛適用於各種畏寒症。

    2、快速緩解並消除各種畏寒疾病引起的疼痛,是關節炎、肩周炎、腰腿痛、風溼及類風溼、四肢發涼、患處遇寒疼痛等疾病患者迅速止痛的即開即用型產品。

    3、驅寒保暖,促進人體微迴圈,對手、腳凍傷、骨傷、肌肉損傷等症狀具有良好的消腫止痛功能。

    4、促進經絡暢通,熱敷相關穴位,消除胃寒不適、經血不通等症狀,具有活血化瘀的作用。

    5、冬季替代厚重的棉衣,為人體提供溫度保障。

    產品性質

    暖貼是鐵,蛭石,活性炭,食鹽,水等合成的混合物。其中蛭石是一種鐵鎂質鋁矽酸鹽礦物,成分為Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2,因加熱時能迅速膨脹,彎曲呈水蛭(螞蟥)狀而得名。蛭石一般呈褐色、褐黃色或暗綠色,帶油脂的玻璃光澤。約有80%的膨脹蛭石用於建築工業,是良好的隔熱、隔音材料。蛭石是當今世界首屈一指的超級保溫材料。將蛭石經過一系列複雜的化學處理,提取出來的蛭石薄膜呈半透明。這種薄膜表層的保溫效能極好,用來製作防火覆蓋層、房頂防熱、高溫襯墊、熔爐或鍋爐用的膨脹連線件,冰箱等家用電器、孵化器的防熱層和電纜外包層等都很適宜。

    那麼,我們使用的暖貼的發熱原理是怎樣的呢?透過收集相關資料,對暖貼的反應原理和使用過後的產物進行探究和鑑定。

    注意事項

    1、 取暖袋使用時要貼於內衣的外側,不要直接貼於人體面板上(肌貼型除外)。

    2、 取暖袋的最高發熱溫度為68℃,可持續12小時均勻放熱,晚上睡覺時不宜使用。

    3、 請避免在同一位置長時間使用,並注意面板狀況,如有異常立即取下。

    4、 請妥善保管產品,避免使取暖袋的真空塑膠包裝袋損傷或破壞,否則產品會失效。

    探究過程設計

    實驗用品

    原電池反應槽、導線、靈敏電流表、鐵片、碳棒、5%NaCl溶液、燒杯、試管、漏斗、濾紙、鐵架臺、膠頭滴管、玻璃棒、pH試紙、藥匙、酒精燈、鉑絲、蒸發皿、暖貼用後的剩餘混合物(黑褐色固體)、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。

    實驗步驟

    ①原理探究

    [操作]將鐵片和碳棒用導線連線(在導線間接入靈敏電流表),平行插入盛有5%NaCl溶液的原電池反應槽中,觀察實驗現象。

    [現象]電流表指標偏轉,鐵片上出現紅褐色物質。

    [結論]鐵和碳可以形成原電池來加速鐵的氧化反應,從而更快地釋放出熱量。

    ②產物探究

    (1)取少量樣品,加水溶解,有大量不溶物。過濾,得到無色透明濾液,將濾液分成四份。

    [現象]第一份濾液中加入KSCN溶液,無明顯現象。第二份加入AgNO3溶液,出現白色沉澱。第三份滴加NaOH溶液,無明顯現象。第四份做焰色反應火焰為黃色。

    [結論]說明樣品可部分溶解,產物中含有NaCl,溶入水後的濾液中不含Fe3+,Al3+,Mg2+。

    (2)另取少量樣品,加入過量NaOH溶液,有大量不溶物。過濾,得到無色透明濾液。取少量濾液於試管中,滴加KSCN溶液,無明顯現象。[結論]樣品不與鹼反應。

    (3)另取少量樣品,加入過量HCl溶液,過濾,得到金黃色澄清濾液。將濾液分成兩份。一份加入KSCN溶液,溶液立即變為血紅色。

    另一份滴加NaOH溶液,一開始無明顯現象,用pH試紙調節溶液的pH值為7,使NaOH溶液將剩餘的HCl溶液中和。繼續滴加NaOH溶液,漸漸開始出現墨綠色沉澱,振盪,沉澱消失。繼續滴加NaOH溶液至過量,沉澱部分消失,變為棕黃色。靜置分層,上層為無色透明溶液,下層積聚著紅褐色沉澱,過濾,將得到的固體加熱,得紅棕色固體,該固體不溶於水,溶於酸得棕黃色溶液,初步確定為Fe2O3。

    [結論]墨綠色沉澱為紅褐色氫氧化鐵沉澱和白色氫氧化鋁(可能也有氫氧化鎂)沉澱的混合物,繼續滴加NaOH溶液,氫氧化鋁沉澱逐漸消失,最終剩餘紅褐色氫氧化鐵沉澱。

    (4)將濾渣收集起來,烘乾,得黑色粉末,點燃,能夠燃燒,產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁,初步確定其為碳粉。

    (1)為什麼暖貼在用之前和用之後的固體狀態不一樣呢?(用之前內有NaCl溶液,各物質未反應,故為糊狀物;用之後都轉化為固體,故相對較硬)

    (2)為什麼暖貼要使用雙層包裝?(外層是一個常規不透氣的外袋,用來隔絕空氣,使用時需要有氧氣參與,故內層採用微孔透氣膜製作的無紡布袋)

    (3)為什麼暖貼能發熱,而且能保持如此之長的時間?(它是透過鐵粉的緩慢氧化放熱,再透過原電池原理加速氧化,使化學能轉變為電能,然後利用蛭石來保持溫度,故能常達12小時之久,而且整個過程溫度基本恆定)

    探究結論

    透過觀察到的實驗現象,我們綜合多種因素得出結論:暖貼的反應原理為利用原電池加快氧化反應速度,將化學能轉變為熱能。為了使溫度能夠持續更長,產品使用了礦物材料蛭石來保溫。因為產品在使用前不能發生反應所以袋子材質要很特別,由原料層,明膠層和無紡布袋組成。無紡布袋是採用微孔透氣膜製作的。它還得有一個常規不透氣的外袋--明膠層。在使用時,去掉外袋,讓內袋(無紡布袋)暴露在空氣裡,空氣中的氧氣透過透氣膜進入裡面。放熱的時間和溫度就是透過透氣膜的透氧速率進行控制的。如果透氧太快,熱量一下子就放掉了,而且還有可能燙傷面板。如果透氧太慢,就沒有什麼溫度了。使用後為黑褐色固體,其中含碳粉、NaCl固體、Fe2O3固體以及含鎂鋁的鹽類。

    發展歷史

    國外

    在日本70年代,有人基於化學知識發明了取暖袋。不用火、電、水或其他能源,撕開外袋即可發熱,可保持8-18小時左右(平均溫度52℃),因此叫暖身寶又叫取暖袋(便利懷爐)。在日本便利懷爐已經成為現代生活的必需品。冬季在戶外活動時,可防止肌肉過冷而緊張、防止手部凍傷、預防感冒、或者緩解腰痛、腿痛、肩痛和其他生理病痛。在日本的冬季,三個月內的銷售量為8億以上,2005年日本國內共計銷售取暖貼14.6億貼。因為不使用火,小孩和老人都可安全使用。

    國內

    中國初期的暖貼多由貿易商從日本進口而來,隨著國內市場需求的增加,眾多日本生產企業開始在國內興建生產工廠,2006年國內湧現出了較多品牌,日化企業利用其行業優勢率先搶佔日用品市場,賺取了第一桶金,但此時由於技術和國家政策緣故,導致部分企業夭折。2008年,中國的保暖貼市場已漸入佳境,透過漫長的市場培育期,消費者對產品的認知逐漸覺醒,消費習慣正在慢慢形成。初期的暖貼多由貿易商從日本進口而來,隨著國內市場需求的增加,越來越多的廠家將目光投到了生產暖貼的市場,2006年大部分廠商開始生產銷售暖貼,由於生產廠商眾多,部分廠商受到其銷量大的誘惑,大量生產暖貼。隨著暖貼在國內市場銷售的熱潮,不少廠商在利益的驅使下,導致市場上暖貼的質量良莠不齊。

    預計2009年以後,取暖貼行業將進入了一個前所未有的高速發展時期,市場的快速發展孕育著巨大的商機。隨著保暖貼市場培育期的逐漸結束,2009年開始利益驅動著大量質量低劣的偽劣暖貼也逐漸湧向市場,保暖貼市場開始了洗牌的過程。

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