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粘性从哪里来.doc
2020-07-14 | 阅:  转:  |  分享 
  
粘性从哪里来

在我们的生活中,经常会遇到发粘的东西,例如我们吃的粘糕、糯米饭、糖类,这是生活中一个常见的现象,但是你想过吗?为什么这些物质会呈现出粘性呢,它们的粘性从哪里来?

举一个例子,在日本人们把糯米和粘糕都叫成“馍齐”,是两个完全的同音词。但是它们的含义却完全不同。糯米是做粘糕的原料,用它可以做成各种各样美味可口的粘糕。“粘”在这里实际上是“粘性”的意思,指的是一种既柔软又能把物体粘合起来的性质,即“粘附性”的意思。我们说粘糕粘,是因为它柔软,容易粘在东西上,拉的时候还能拉长。(这里的粘糕,在我国南方至今仍有,在农历十月初一吃粘糕的习俗所吃的粘糕是同一种东西)。

用糯米蒸出来的饭要比用籼米蒸出来的饭粘。糯米饭可以用棒捣碎而成粘性很高的粘糕,可是仅仅用籼米就很难做出粘糕来。人们熟知,这两种米之所以存在着差别,是因为它们各自所含的直链淀粉和支链淀粉的量各不相同的缘故。现在人们已经观察研究到,糯米几乎全是由支链淀粉组成的。

糯米蒸出来的饭之所以比普通的饭粘,如果我们单纯地认为是饭粒的粘着力大,那么把饭粒捣碎后做成的粘糕不但具有更强的粘着性,而且更容易把它拉长。这时我们可以观察到,它具有和高分子浓溶液的“抽丝性”相类似的性质。这种状态下的粘性,不仅是粘度高,而且也包含着“弹性模量”[如同橡胶那种在施加外力时可以引起变形,这种变形的量和时间无关,除去外力时又能恢复原状的性质就称为弹性。材料在弹性极限范围内,应力和应变的关系可以用弹性模量(亦称弹性系数)来表示。它是反映物体受力时变形大小的因素之一]高,所以粘糕是一种典型的粘弹性体。

粘弹性体的最大的特征在于它的行为和实验时间有着密切的关系。从这一个特点出发,我们可以简单地证明粘糕是一种粘弹性体。例如,我们把捣制成的糕或加热制成的粘糕,在尽量使其保持不断裂的情况下,小心而又慢慢地拉长时,就能拉长几个厘米。可是,如果尽快地拉,不但要花很大的力气,而且拉不到一厘米便断了。慢拉时(t长)主要表现为粘性,快拉时(t块)主要表现为弹性,粘糕粘在案板上,只要用力快拉,反而出乎意料地容易拉下来。

由此,我们证明了粘糕是一种典型的粘弹性体,它是由支链淀粉的浓溶液的粘弹性体构成其发粘的原因,那么我们怎么样才能知道这种粘弹体的实质又是什么呢?一般高分子浓溶液的粘弹体,特别是在时间t很长的范围内的粘弹体,在很大程度上受着分子量、分子量分布、支链(支链的个数和短长)以及分子的大小和形状的影响。

支链淀粉是以葡萄糖作为重复单元连接起来的高分子。由于它含有支链,所以分子量也就特别的高,另一方面,直链淀粉则是不带支链的线型高分子。通常带有支链的高分子浓溶液的粘弹体,在长的观测时间t内,并没有相同分子量的线型高分子高。因此,如果我们说支链淀粉浓溶液,在同样温度、同样时间范围内所以比同样浓度的直链淀粉具有更高的粘弹性,就必然得出如下结论,即:与其说支链具有降低粘弹性的作用,倒不如说由于分子量增高出观的逆效应在起着更大的作用。

此外,高分子溶液所以呈现出很高的粘弹性,是因为当它们的分子量和浓度都超过了一个临界值时,分子之间就会互相缠结在一起,形成一种“纠缠”状态。人们想象,支链淀粉更容易缠结在一起,但在这方面,人们还有许多没有弄清楚的问题。

但从上面的分析研究中,我们通过对支链淀粉和直链淀粉的不同已能够作出一个明确的判断了,那就是支链淀粉的存在是使粘糕发粘的首要原因,至于支链淀粉如何在粘糕中分布、如何起作用,这都是需要人们进一步深入研究的问题。







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