Fun with Polymer Gels

Polymers: Linking things together!

Today students had a fun chemistry lesson on polymers. The students learned how important polymers are in their lives, since polymers include starches (pasta, potatoes), cellulose (wood, plants), plastics, fabrics both natural (cotton, wool) and manufactured (rayon, nylon), and proteins. But exactly what is a polymer, you might ask? Polymers are a type of molecule made of linked chains of individual units, called monomers. Students learned that monomers form chains to create polymers, and that chains of polymers can be cross-linked together to make materials with different properties, like density, tensile strength, and elasticity.

After learning about the polymers that are all around us, students were then able to experiment with some cross-linking polymers themselves. We took an existing polymer (white school glue, which is polyvinyl acetate) and mixed it with a cross-link solution, tetrahydroxyborate (Borax) in water. The result was dramatic! The slimy, sticky glue changed into a rubbery, dry substance that could be stretched, formed into a ball, broken sharply apart, and bounced. Your students should be able to tell you why cross-linking the polymer had this effect!

(OLDER CLASSES:) We then tested the effect that different amounts of polymer had on the elasticity of the polymer gel by measuring the bounce height of the gel ball when dropped. Ask your students why one of the gels bounced higher than the other!

Polímeros: ¡entrelazando cosas!

Hoy los estudiantes tuvieron una clase de química muy entretenida sobre  polímeros y aprendieron la importancia de éstos en nuestra vida. El almidón (papas, pasta), la celulosa (madera, plantas), el plástico, las telas tanto naturales (algodón, lana) como manufacturadas (rayón y nylon) y las proteínas, son todos ejemplos de polímeros. Pero, ¿qué es un polímero? Los polímeros son un tipo de moléculas compuestas por cadenas de unidades individuales llamadas “monómeros”. En esta clase, los alumnos aprendieron que los monómeros forman cadenas para crear polímeros, los cuales a su vez, pueden unirse entre sí para crear materiales que poseen diferentes características, como densidad, resistencia y elasticidad.

Después que los estudiantes comprendieron que estamos rodeados por polímeros, tuvieron la oportunidad de experimentar con polímeros que ellos mismos crearon.

Para la actividad, tomamos un polímero ya existente (pegamento o cola fría blanca o también conocido como acetato de polivinilo) y lo mezclamos con una solución de “entrecruzamiento” (cross-linking), llamada tetrahidroxiborato (Bórax) en agua.

¡El resultado fue impresionante! El pegamento que antes era pegajoso se transformó en una sustancia seca y como de goma, la cual podía ser estirada, podía moldearse en una pelota, se podía romper y además rebotaba. Sus hijos o hijas deberían ser capaces de explicarles por qué ocurrió este fenómeno al añadir la solución de entrecruzamiento.

Clases más avanzadas:

A continuación, probamos el efecto que tienen diferentes cantidades de polímeros sobre la elasticidad del polímero gel. Para ésto, medimos la altura de rebote de la pelota de gel. Pregúntele a sus hijos o hijas por qué una de las pelotas de gel rebotó más alto que la otra.

 

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