暖贴

暖贴在日本70年代，有人基于化学知识发明了取暖袋。不用火、电、水或其他能源，撕开外袋即可发热，可保持8-18小时左右（平均温度52℃），因此叫暖身宝又叫取暖袋（便利怀炉）。在日本便利怀炉已经成为现代生活的必需品。冬季在户外活动时，可防止肌肉过冷而紧张、防止手部冻伤、预防感冒、或者缓解腰痛、腿痛、肩痛和其他生理病痛。在日本的冬季，三个月内的销售量为8亿以上，2005年日本国内共计销售取暖贴14.6亿贴。因为不使用火，小孩和老人都可安全使用。

中国初期的暖宝宝多由贸易商从日本进口而来，随着国内市场需求的增加，众多日本生产企业开始在国内兴建生产工厂，如小林日化在上海建厂。既有在华设厂的，也有通过代理商出口到中国市场的。巨大的利润空间、较低的政策壁垒吸引了众多的本土企业进军保暖贴行业。2006年国内涌现出了较多品牌，日化企业利用其行业优势率先抢占日用品市场，赚取了第一桶金，但此时由于技术和国家政策缘故，导致部分企业夭折。2008年，中国的保暖贴市场已渐入佳境，通过漫长的市场培育期，消费者对产品的认知逐渐觉醒，消费习惯正在慢慢形成。拥有国内退热贴第一品牌的珠海国佳公司利用其本身的渠道优势、科研优势、国家政策优势率先打开医用热敷理疗保暖贴空白市场大门，以兵兵十年强势品牌获得市场认可。据不完全统计，截止2008年底，国内保暖贴生产厂家超过百家，年生产能力达1.81亿贴。初期的暖宝宝多由贸易商从日本进口而来，随着国内市场需求的增加，越来越多的厂家将目光投到了生产暖宝宝的市场，2006年大部分厂商开始生产销售暖宝宝，由于生产厂商众多，部分厂商受到其销量大的诱惑，大量生产暖宝宝。随着暖宝宝在国内市场销售的热潮，不少厂商在利益的驱使下，导致市场上暖宝宝的质量良莠不齐。这样的前提下，中国知名品牌“绿态”以绝不造假，以质量取胜的态度，率先通过了ISO9001认证，并由平安保险公司承保，在生产暖宝宝的行业中树立了一个崭新的格局。预计2009年以后，取暖贴行业将进入了一个前所未有的高速发展时期，市场的快速发展孕育着巨大的商机。随着保暖贴市场培育期的逐渐结束，2009年开始利益驱动着大量质量低劣的伪劣暖宝宝也逐渐涌向市场，保暖贴市场开始了洗牌的过程。

1.防寒保暖、热敷身体、暖宫暖胃、经期护理、一贴即热，快速热敷、消肿、止痛、活血化瘀，广泛适用于各种畏寒症。

2、快速缓解并消除各种畏寒疾病引起的疼痛，是关节炎、肩周炎、腰腿痛、风湿及类风湿、四肢发凉、患处遇寒疼痛等疾病患者迅速止痛的即开即用型产品。

3、驱寒保暖，促进人体微循环，对手、脚冻伤、骨伤、肌肉损伤等症状具有良好的消肿止痛功能。

4、促进经络畅通，热敷相关穴位，消除胃寒不适、经血不通等症状，具有活血化瘀的作用。

5、冬季替代厚重的棉衣，为人体提供温度保障。

注：暖贴又名“暖宝宝”

“暖宝宝”是铁，蛭石，活性炭，无机盐，水等合成的混合物。其中蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，成分为Mg0.5(H2O)4Mg3[AlSi3O10](OH)2，因加热时能迅速膨胀，弯曲呈水蛭（蚂蟥）状而得名。蛭石一般呈褐色、褐黄色或暗绿色，带油脂的玻璃光泽。约有80%的膨胀蛭石用于建筑工业，是良好的隔热、隔音材料。蛭石是当今世界首屈一指的超级保温材料。将蛭石经过一系列复杂的化学处理，提取出来的蛭石薄膜呈半透明。这种薄膜表层的保温性能极好，用来制作防火覆盖层、房顶防热、高温衬垫、熔炉或锅炉用的膨胀连接件，冰箱等家用电器、孵化器的防热层和电缆外包层等都很适宜。

那么，我们使用的“暖宝宝”的发热原理是怎样的呢？通过收集相关资料，对“暖宝宝”的反应原理和使用过后的产物进行探究和鉴定。

1、取暖袋使用时要贴于内衣的外侧，不要直接贴于人体皮肤上（肌贴型除外）。

2、取暖袋的最高发热温度为68℃，可持续12小时均匀放热，晚上睡觉时不宜使用。

3、请妥善保管产品，避免使取暖袋的真空塑料包装袋损伤或破坏，否则产品会失效。

暖贴中的原料层可以在空气中氧气的作用下12－20小时内持续不断地释放热量，这种反应过程是从一打开真空包装的时候开始的。

原理解析

“暖宝宝”是利用铁氧化反应放热来发热。实际上也就是根据铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀的原理。同时利用活性炭的强吸附性，在活性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生反应生成氢氧化铁，放出热量。

铁在自然条件下的氧化反应速度是缓慢的，若能加快这种反应，如设法加大铁的表面积，使用水，食盐和活性炭形成原电池来促进反应，就可以得到发热袋所需的温度，成为发热袋的热源。

负极：Fe-2e-=Fe2+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

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

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

原电池反应槽、导线、灵敏电流表、铁片、碳棒、5%NaCl溶液、烧杯、试管、漏斗、滤纸、铁架台、胶头滴管、玻璃棒、pH试纸、药匙、酒精灯、铂丝、蒸发皿、暖宝宝用后的剩余混合物（黑褐色固体）、NaOH溶液、稀HCl、AgNO3溶液、H2O、KSCN溶液、澄清石灰水等。

①原理探究

[操作]将铁片和碳棒用导线连接（在导线间接入灵敏电流表），平行插入盛有5%NaCl溶液的原电池反应槽中，观察实验现象。

[现象]电流表指针偏转，铁片上出现红褐色物质。

[结论]铁和碳可以形成原电池来加速铁的氧化反应，从而更快地释放出热量。

②产物探究

（1）取少量样品，加水溶解，有大量不溶物。过滤，得到无色透明滤液，将滤液分成四份。

[现象]第一份滤液中加入KSCN溶液，无明显现象。第二份加入AgNO3溶液，出现白色沉淀。第三份滴加NaOH溶液，无明显现象。第四份做焰色反应火焰为黄色。

[结论]说明样品可部分溶解，产物中含有NaCl,溶入水后的滤液中不含Fe3+,Al3+,Mg2+。

（2）另取少量样品，加入过量NaOH溶液，有大量不溶物。过滤，得到无色透明滤液。取少量滤液于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象。[结论]样品不与碱反应。

（3）另取少量样品，加入过量HCl溶液，过滤，得到金黄色澄清滤液。将滤液分成两份。一份加入KSCN溶液，溶液立即变为血红色。

另一份滴加NaOH溶液，一开始无明显现象，用pH试纸调节溶液的pH值为7，使NaOH溶液将剩余的HCl溶液中和。继续滴加NaOH溶液，渐渐开始出现墨绿色沉淀，振荡，沉淀消失。继续滴加NaOH溶液至过量，沉淀部分消失，变为棕黄色。静置分层，上层为无色透明溶液，下层积聚着红褐色沉淀，过滤，将得到的固体加热，得红棕色固体，该固体不溶于水，溶于酸得棕黄色溶液，初步确定为Fe2O3。

[结论]墨绿色沉淀为红褐色氢氧化铁沉淀和白色氢氧化铝（可能也有氢氧化镁）沉淀的混合物，继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝沉淀逐渐消失，最终剩余红褐色氢氧化铁沉淀。

（4）将滤渣收集起来，烘干，得黑色粉末，点燃，能够燃烧，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，初步确定其为碳粉。

③实验中的问题设计

（1）为什么暖宝宝在用之前和用之后的固体状态不一样呢？（用之前内有NaCl溶液，各物质未反应，故为糊状物；用之后都转化为固体，故相对较硬）

（2）为什么暖宝宝要使用双层包装？（外层是一个常规不透气的外袋，用来隔绝空气，使用时需要有氧气参与，故内层采用微孔透气膜制作的无纺布袋）

（3）为什么暖宝宝能发热，而且能保持如此之长的时间？（它是通过铁粉的缓慢氧化放热，再通过原电池原理加速氧化，使化学能转变为电能，然后利用蛭石来保持温度，故能常达12小时之久，而且整个过程温度基本恒定）

暖宝宝(3)通过观察到的实验现象，我们综合多种因素得出结论：暖宝宝的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度，将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长，产品使用了矿物材料蛭石来保温。因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别，由原料层，明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的外袋——明胶层。在使用时，去掉外袋，让内袋（无纺布袋）暴露在空气里，空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快，热量一下子就放掉了，而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢，就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体，其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。