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第10章 凝 胶 10.1凝胶的基本特征 10.2 凝胶的形成 10.3 凝胶的性质 * * 一、定义： 在外界影响下，高分子溶液或溶胶中的分散相颗粒相互连接，形成空间网架结构，转化为半固体的状态称为凝胶。 它形似固体，但有许多与固体不同的性质。 单性凝胶：变形后能恢复原状的凝胶。如橡胶，明胶，琼脂等等。 刚性凝胶：与上相反。无机凝胶SiO2,TiO2,V2O5,Fe2O3等等。 二、凝胶结构 凝胶内部呈现三维网状结构。视质点形状和性质不同分如下四种类型： (a)球形质点相互连接成串珠状网架，如SiO2,TiO2等凝胶。 (b)板状或棒状质点搭成网架，如V2O5,白土凝胶等等。 (c)线性大分子凝胶，分子链成束，构成局部微晶区，如蛋白质，明胶等 等 (d)线性大分子以化学键相连而成的体型结构，如硫化橡胶等。 其主要差别为： ⑴质点形状—显著的影响形成凝胶所必需的最低浓度值。在0.0~1.0之间 ⑵质点的柔性或刚性—柔性大分子形成弹性凝胶。 ⑶质点间的联结力—影响最显著。 范德华力较弱，有触变性；氢键力较强，如明胶等；化学键力很牢固，如硫化橡胶等。 一是由干胶吸收亲和性液体膨胀形成凝胶；二是由溶胶或溶液转变成凝胶，此即胶凝。我们讨论后一种。 一、 凝胶形成的条件 基本条件：⑴溶解度降低，分散相以胶体分散态析出。 ⑵析出微粒不沉降，也不自由运动，构成连续网架结构。 二．凝胶形成的方法 ⑴改变温度，如降温。 ⑵加入非溶剂，如在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精，可形成凝胶（固体酒精）。由溶解度相差悬殊的特点。 ⑶加入盐类，形成凝胶。 ⑷化学反应，利用其生成不溶物可形成凝胶，如Ba(SCN)2与MgSO4反应得BaSO4凝胶。 一． 一、膨胀作用 产生有限和无限膨胀。影响膨胀的因素有 温度——升高温度使膨胀速度加快； 介质的pH值——一般在等电点处膨胀度小； 盐类中的阴离子对膨胀影响大； 膨胀机理 ⑴首先溶剂分子钻入凝胶内部，与大分子形成溶剂化层。这个过程时间短，放出膨胀热。 ⑵然后是渗透作用，大量的吸收液体。过程时间长。 凝胶的脱液收缩作用是自发过程,典型弹性凝胶的脱液收缩是可逆的,是膨胀的逆过程,只要微微受热即可吸收液体,恢复原来的凝胶。而非弹性凝胶（如硅酸水凝胶）的脱液收缩是不可逆的。 凝胶在放置的过程中，自动而缓慢地分离出其中一部分液体的现象称为凝胶的离浆，或脱液收缩。见下图示。 二．离浆作用 三．触变作用 一些凝胶，在搅动时变为流体，停止搅动时恢复为凝胶，这种性质称为凝胶的触变性。其特点为： ⑴从有结构到无结构或从结构折散到结构恢复是等温可逆过程； ⑵触变性溶胶转变为凝胶时必须静止一段时间，表明凝胶结构的恢复有个时间过程。其机理尚未统一。 *
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