第二节 凝胶的形成
（4）化学反应
凝胶 形 的方 法
第三节 凝胶的结构
球形质点相互联 结，由质点联成 的链排成三度空 间的网架，如 Ti02、SiO2等凝 胶。
棒状或片状质点 搭成网架，如 V2O5凝胶、白土 凝胶等。
线性大分子构成 的凝胶，在骨架 中一部分分子链 有序排列，构成 微晶区，如明胶 凝胶、棍花纤维 等
第五节 胶凝的性质
扩 散 作 用
水凝胶中的水是连续相 (构成凝胶骨架的分散 相也是连续相)。从这 个角度看：凝胶和液体 一样，可以作为在其中 进行各种物理过程和化 学反应的介质。
第五节 胶凝的性质
物质在凝胶中的扩散与凝胶浓度、结构以 及扩散物质的本性有关。 在低浓度凝胶中，低分子物质的扩散速度 与在纯液体中的扩散速度几乎没有差别； 而凝胶的浓度越高，物质的扩散速度越慢 (1)因为凝胶有骨架，物质在其中的扩散 途径变得弯曲，从而延长了扩散时间。 (2)凝胶浓度增加后，结构中的空隙变小 ，特别是在水化层中的运动更受阻碍，使 扩散速度减慢
第五节 胶凝的性质
离 浆 作 用
弹性溶胶的离浆是“可逆的”，是膨胀作用 的逆过程。 多数凝胶的离浆作用是不完全可逆的。如明 胶、洋菜等。 原因是因为这类物质的化学性质往往不均匀 ，经常是分子量不同的混合物，且容易发生某 些副反应
第五节 胶凝的性质
离 浆 作 用
非弹性溶胶离浆是不可逆的。 一般按溶胶-凝胶-浓缩凝胶-致密沉淀这一过程 进行， 不可逆的原因：凝胶中粒子间进一步强相互作 用（包括羟基间的脱水）
第三节 凝胶的结构
(1)靠质点间的分子吸引力形成结构
不同 凝胶 间的 结构 区别
这类结构不稳定，往往具有触变性，在外 力作用下结构遭到破坏，静置后又可复原, 当凝胶结构遭到破坏时发生无限膨胀。
(2)靠氢键形成结构
这类凝胶主要是蛋白质类，如明胶等。这类 凝胶的结构较前类牢固些，所以也比较稳定 。在水凝胶中所含液体量较大，并具有一定 弹性。室温有限膨胀,加热无限膨胀
油墨受外力的搅拌时随搅拌动作由稠变稀，当搅拌动作停止 ，复又恢复到原来时的稠度的现象。 由于油墨的触变性，使油墨在墨辊上受到印刷机的转动作用 后，会增大流动性，增加延展性，使油墨容易转移；当油墨经 印刷转移到纸张后，因失去了外力的作用，油墨由稀变稠而不 向周围流溢，形成良好的印迹。若油墨的触变性过大，则使墨 斗中的油墨不易转动，就会影响墨辊的传墨功能。
凝胶 形成 的方 法
脱水收缩作用(Syneresis) ：水凝胶静置一段时间 ，由于凝胶老化，质点 间进一步靠近，一部分 分散介质自水凝胶中折 出，此即所谓的脱水收 缩作用
第二节 凝胶的形成
（4）化学反应
（1)在产生不溶物时同时生成大量小晶粒
凝胶 形成 的方 法
(2)晶粒的形状以不对称的为好，这样才 有利于搭成骨架。
第五节 胶凝的性质
影响膨胀的因素
膨 胀 作 用
pH 值
对结构单元为带电的大分子形成的凝胶 (如蛋白质和纤维等)在大分子等电点附 近膨胀最小,在PH值酸性和碱性区膨胀 程度有最大值
第五节 胶凝的性质
影响膨胀的因素
膨 胀 作 用
第五节 胶凝的性质
影响膨胀的因素
膨 胀 作 用
盐 类
第五节 胶凝的性质
影响膨胀的因素
膨 胀 作 用
凝胶的老化程度、交联度等对凝胶的 膨胀也有影响。 毫无疑问，凝胶的老化得越厉害，或 交联度越高，膨胀度越小。
第五节 胶凝的性质
触 变 作 用
第五节 胶凝的性质
质点上的正负离子引起的电性吸引和电性排斥在 凝胶稍加振动，便等温可逆地转变为溶胶；静 某一距离达到平衡的结果。 置后又成凝胶。此种操作可重复多次，并且溶胶
第三节 凝胶的结构
(2)靠化学键形成结构
不同 凝胶 间的 结构 区别
这类结构非常稳定。若形成网状结构的单 元是线性大分子，则此类凝胶在吸收液体 后只能发生有限膨胀，加热后也不会变成 无限膨胀。
第四节胶凝作用及其影响因素
(1)转变温度的滞后现象
溶胶凝胶 转变 时的 现象
大分子溶液转变为凝胶时，无严格恒定的转 变温度，它往往与冷却快慢有关，并且凝点 (胶凝温度)常比熔点(液化温度)低，两者相 差可达10一20℃或更大些。称为滞后现象
有限膨胀
若质点间作用强,膨胀可以是有限度的,称 为有限膨胀
第五节 胶凝的性质
第一阶段 形成溶剂化层：
膨 胀 作 用
即溶剂分子很快地钻入凝胶中，与凝胶 大分子相互作用形成溶剂化层。这个阶 段时间很短，速度快。 表现出的特征有：液体的蒸汽压低、体 积收缩、热效应、熵值降低
第二阶段 液体的渗透和吸收
在这个阶段中．液体的吸收量不 是干胶重量的百分之几十，而是几倍、 几十倍，同时也没有明显的热效应和体 积收缩现象。
第四节胶凝作用及其影响因素
(4)流动性质
溶胶凝胶 转变 时的 现象
溶胶转变为凝胶后，流动性质变化很大，溶 胶失去了流动性，凝胶获得了弹性、屈服值 (5)电导 溶胶胶凝后，体系的电导无明显变化。低分 子物质在凝胶中的扩散速度与在纯溶剂中的 一样，
第四节胶凝作用及其影响因素
溶液浓度
影响 胶凝 作用 的因 素
≠
≠
第一节 概述 胶凝
凝胶及 其通性
一定浓度的溶胶或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称为胶 凝。
干胶
水凝胶脱水(例如经过干燥)后即成干胶
第一节 概述
弹 性 凝 胶
非 弹 性 凝 胶
干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中 便胶凝成凝胶。此凝胶经脱水干燥又成干 胶，并可如此重复下去，说明这一过程完 全是可逆的，又称为可逆凝胶。 由柔性的线型大分子物质，如明胶(是 一种蛋白质)、洋菜(主要成份是多糖类) 等形成的凝胶属于弹性凝胶。 这类凝胶脱水干燥后再置水中加热， 一般不形成原来的凝胶，更不能形成产 生此凝胶的溶胶。因此这类凝胶也称为 不可逆凝胶 由刚性质点(如SiO2、TiO2、Fe2O3等)溶 胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶，亦称 刚性凝胶。
膨胀 作用 膨 胀 作 用
指凝胶在液体或蒸气中吸收这些液 体或蒸气时，使自身重量、体积增 加的作用。
刚性凝胶有没有膨胀作用?
膨胀作用是弹性凝胶所特有的性质
第五节 胶凝的性质
水 乙醇 凝胶在介质中膨胀有选择性 ，只能吸收对它来讲是亲合 性很强的液体。
膨 胀 作 用
无限膨胀
膨胀 作用
当质点间作用力弱时,凝胶吸收液体介质后 体积增大,可直至溶解成溶液,此为无限膨 胀
第三章
凝 胶
第一节 概述
是固液或固气分散体系的一种，其中分散 相粒子相互连接成网状结构，分散介质填 充于其间。在凝胶中分散相和分散介质都 是连续的。
凝胶
凝胶及 其通性
第一节 概述
水 所含液体为水的凝胶称为水凝胶 凝胶 分散相(搭成网结)是连续相，分散 凝胶及 其通性
介质(水)也是连续相。 凝胶具有一定的几何外形，具有一 定的强度、弹性和屈服值 同时也具备液体的某些性质
第四节胶凝作用及其影响因素 感胶 离子序
一定量的电解质加入到胶体溶液中会使胶 体破坏，发生聚沉。同价数的反离子聚沉 效率相近，但仍有差异，若按其聚沉能力 排一次序，即为感胶离子序。
影响 胶凝 作用 的因 素
第五节 胶凝的性质
1
2
膨胀作用 触变作用 离浆作用 吸 附
3
4 5
扩散作用
化学反应
6
第五节 胶凝的性质
第五节 胶凝的性质
温度升高能加速离浆作用
离 浆 作 用
添加电解质和其他聚沉剂都能促进离浆 作用 离浆不同于物质在干燥处理时的失水， 因为在潮湿的空气中和低温下也可以发生离 浆。
第五节 胶凝的性质
吸 附
非弹性凝胶的干胶都具有多孔性的毛细管结 构，因而比表面积较大，从而表现出较强的吸 附能力 此种凝胶无论吸附蒸汽还是自溶液中吸附时 ，其本身体积基本不变，无明显的膨胀作用。
胶凝过程是质点间的相互吸引，浓度大 时质点间距离近，故胶凝速度快。 温度 溶液胶凝的最低浓度数值与质点形状和 溶剂化程度有关 温度升高，分子热运动加剧，不利于形 成结构，故使胶凝速度减慢。 电解质 但也应注意，若某体系中分散相的溶解 度或稳定性因温度升高而降低时，则胶凝 电解质的影响十分复杂，特别是当它与 可能加快 明胶有化学反应时。 盐类对明胶胶凝的影响主要是阴离子的 作用
离浆
也叫脱水收缩，是在基本上不改变外形的情 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。
第五节 胶凝的性质
离 浆 作 用
由于溶胶在形成具有网状结构的凝胶后 ，粒子间的距离不是最小的，粒子之间 继续相互作用，使粒子进一步靠近和更 完全的定向，从而使凝胶骨架收缩，于 是一部分液体被从粒子间挤压出来，产 生出汗离浆现象。 弹性溶胶和非弹性溶胶都有离浆作用。
凝胶 的分 类
第二节 凝胶的形成
干胶制凝胶：干胶吸收亲和性液体后体积膨 胀而形成凝胶，许多大分子物质都具有这个 特点。
第二节 凝胶的形成
溶液制备溶胶应满足两个基本条件
（1）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。 （2）析出的质点即不沉降，也不能 自由活动，而是构成骨架，在整个溶 液中形成连续的骨架结构。
第二节 凝胶的形成
（1）改变温度
凝胶 形成 的方 法
热凝胶性质
第二节 凝胶的形成
（2）加入非溶剂
凝胶 形成 的方 法
硬脂酸 石蜡 酒精 氢氧化钠
第二节 凝胶的形成
（3）加入盐类
凝胶 形成 的方 法
在亲水性较大和粒子形状不对称的溶胶中，加入适量的 电解质可形成凝胶
第二节 凝胶的形成
（3）加入盐类
第四节胶凝作用及其影响因素