第三章 凝 胶.ppt

1、第三章 凝 胶,胶体与表面化学,第一节 概述,1 凝胶及其通性 凝胶：溶胶或者溶液中的胶体粒子或者高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满作为分散介质的液体。这样一种特殊的分散体系称作凝胶。 胶凝：一定浓度的溶胶或者大分子化合物的真溶液在放置过程中自动形成凝胶的过程叫胶凝。 凝胶中分散相是连续相，分散介质也是连续相，这是凝胶的主要特征。,3.1 概述,2 凝胶的分类 1）弹性凝胶（可逆凝胶） 由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。 2）非弹性凝胶（不可逆凝胶） 由刚性质点溶胶形成的凝胶为非弹性凝胶。,3.2 凝胶的形成,1 形成的条件 1) 干胶吸收亲和性液体后体积膨胀而形成凝

2、胶。 2）溶液或者溶胶形成凝胶的基本条件 a 降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。 b 析出的质点既不沉降，也不能自由行动，形成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。,3.2 凝胶的形成,2 凝胶形成的方法 1) 改变温度 2）加入非溶剂 3）加入盐类 聚沉过程的特殊阶段 牛顿液体-聚集体-凝胶 4）化学反应 产生不溶物同时生成大量小晶粒；晶粒形状以不对称为好。,3.3 凝胶的结构,按照质点形状和性质将凝胶结构分为4类。p137 A 球形质点相互联结，由质点联成的链排成三维网架。 B 棒状或者片状质点构成网架 C 线型大分子构成网架 D 线型大分子因化学交联形成网架,3.

3、3 凝胶,质点形状 质点形状对形成凝胶所需的最低浓度影响显著，形状越不对称，所需浓度越低。 质点的柔性或刚性 大分子 弹性凝胶； 刚性质点 非弹性凝胶 网状结构中质点联结的性质 a 以质点间分子间作用力形成结构，不稳定，易破坏 b 以氢键形成结构， 较稳定。 c 以化学键形成网状结构，非常稳定。 大分子凝胶 凝胶结构中存在微晶区，无定形区。,3.4 胶凝作用及其影响因素,溶胶和凝胶转变时的现象 1.1 转变温度 大分子溶液无严格转变温度，常与冷却速度相关 1.2 热效应 大分子溶液形成凝胶时常常放热，一般溶胶胶凝时无热效应。 1.3 光学效应 溶胶变为凝胶，丁达尔效应增强。 1.4 流动性质

4、失去流动性 1.5 电导 无明显变化,3.4 胶凝作用及其影响因素,2. 影响胶凝作用的因素 2.1 明胶溶液 溶液浓度；温度；电解质 2.2 硅溶胶 浓度；温度；电解质；水溶性有机物；pH值,3.5 凝胶的性质,触变作用 凝胶 溶胶（等温） 又称切稀作用 可能的机理 a 电性平衡，距离 b 架子理论 负触变作用：外力作用下体系粘度升高，又称切稠作用。,3.5 凝胶的性质,2. 离浆作用 离浆指水凝胶在基本不改变外形的情况下，分离出其中所包含的一部分液体，此液体是大分子稀溶液或稀的溶胶。 影响因素：弹性凝胶 非弹性凝胶 温度；电解质；聚沉剂,3.5 凝胶的性质,3 膨胀作用 无限膨胀；有限膨胀 膨胀度 膨胀速度,3.5 凝胶的性质,3 膨胀作用 膨胀机理 第一阶段 形成溶剂化层 特征：液体蒸汽压低；体积收缩；热效应；熵值降低 第二阶段 液体的渗透与吸收