膠體化學(xué) -復(fù)習(xí)要點(diǎn)

膠體化學(xué)ColloidChemistryNanjingUniversityofTechnology1.膠體體系的重要特點(diǎn)之一是具有很大的表面積。通常規(guī)定膠體顆粒的大小為1-100nm（直徑）2.膠體是物質(zhì)存在的一種特殊狀態(tài)，而不是一種特殊物質(zhì)，不是物質(zhì)的本性。膠體化學(xué)研究對(duì)象是溶膠（也稱憎液溶膠）和高分子溶液（也稱親液溶膠）。氣溶膠：云霧，青煙、高空灰塵液溶膠：泡沫，乳狀液，金溶膠、墨汁、牙膏固溶膠：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝膠、紅寶石、合金第一章一、膠體的定義1~100nm<1nm>100nm膠體體系粗分散體系真溶液直徑為10nm的球形質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)總體積為1cm3時(shí)，其面積為600m21861年，英國(guó)科學(xué)家ThomasGraham提出膠體（colloid）概念擴(kuò)散慢；不能透過(guò)半透膜……分散系:把一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成分散相(dispersedphase):被分散的物質(zhì)分散介質(zhì)(dispersingmedium):容納分散相的連續(xù)介質(zhì)膠體和晶體不是不同的兩類物質(zhì)，而是物質(zhì)的兩種不同的存在狀態(tài)。膠體是一種高度分散的系統(tǒng)膠體的定義（1）分子分散體系---真溶液

分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒(méi)有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。（2）膠體分散體系

分散相粒子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測(cè)是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻體系。也有的將1nm~

1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。（3）粗分散體系當(dāng)分散相粒子大于1000nm，目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。膠體的定義(1915 Ostwald):膠體是一種尺寸在1~100nm以至1000nm的分散體。分散體系的分類---分散相的尺寸根據(jù)分散相粒子大小分類分散相粒子大小分散系類型分散相粒子性質(zhì)實(shí)例＜1nm溶液小分子或離子均相、穩(wěn)定系統(tǒng)、分散相粒子擴(kuò)散快NaCl水溶液等1～100nm膠體分散系溶膠膠粒多相、熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)、有相對(duì)穩(wěn)定性、分散相粒子擴(kuò)散較慢Fe(OH)3溶膠等高分子溶液高分子均相、穩(wěn)定系統(tǒng)、分散相粒子擴(kuò)散慢蛋白質(zhì)溶液等＞100nm粗分散系粗分散粒子非均相、不穩(wěn)定系統(tǒng)、易聚沉或分層泥漿、乳汁等膠體的特點(diǎn)---納米粒子的特點(diǎn)

(1)巨大的比表面，界面現(xiàn)象重要

例如：巨大的表面和表面能使膠體體系具有很強(qiáng)的吸附能力，可以制造各種吸附劑和催化劑。

(2)最強(qiáng)烈的尺寸效應(yīng)

（a）熔點(diǎn)變化，例如：12nm的TiO2在室溫下就已熔合（正常熔點(diǎn)：1830～1850℃）（b）力學(xué)性能，例如：500oC時(shí)所得硬度相當(dāng)于粗晶塊在1100oC燒結(jié)所得（c）電學(xué)性質(zhì)：Kubo效應(yīng)---即粒子保持電學(xué)中性類別粒徑/nm

起始燒結(jié)溫度/oCCuFeAgNi50502020200(1083)200~300(1593)60~80(960)200(1453)超細(xì)粉的起始燒結(jié)溫度（d）光學(xué)效應(yīng)：

親液溶膠（lyophiliccolloid)：一旦將溶劑蒸發(fā)，分散相凝聚，再加入溶劑，又可形成溶膠，親液溶膠是熱力學(xué)上穩(wěn)定、自發(fā)、可逆的體系。

憎液溶膠lyophobiccolloid：半徑在1nm~100nm之間的難溶物固體粒子分散在液體介質(zhì)中，有很大的相界面，易聚沉，是熱力學(xué)上的不穩(wěn)定體系。一旦將介質(zhì)蒸發(fā)掉，再加入介質(zhì)就無(wú)法再形成溶膠，是一個(gè)不可逆體系，如氫氧化鐵溶膠、碘化銀溶膠等。（3）根據(jù)按分散相和介質(zhì)之間的親和性分類憎液溶膠的特性A特有的分散程度粒子的大小在10-9~10-7m之間，因而擴(kuò)散較慢，不能透過(guò)半透膜，滲透壓低但有較強(qiáng)的動(dòng)力穩(wěn)定性和乳光現(xiàn)象。B多相不均勻性

具有納米級(jí)的粒子是由許多離子或分子聚結(jié)而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有的保持了該難溶鹽的原有晶體結(jié)構(gòu)，而且粒子大小不一，與介質(zhì)之間有明顯的相界面，比表面很大。C熱力學(xué)不穩(wěn)定性

因?yàn)榱Ｗ有。缺砻娲?，表面自由能高，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，有自發(fā)降低表面自由能的趨勢(shì)，即小粒子會(huì)自動(dòng)聚結(jié)成大粒子。形成憎液溶膠的必要條件是：

A分散相的溶解度要?。?/p>

B還必須有穩(wěn)定劑存在，否則膠粒易聚結(jié)而聚沉。膠體化學(xué)的研究對(duì)象和意義為什么自然界中液滴、氣泡總是圓形的？為什么氣泡比液滴更容易破裂？毛細(xì)現(xiàn)象為什么會(huì)產(chǎn)生？人工降雨依據(jù)什么原理？為什么會(huì)產(chǎn)生液體過(guò)熱現(xiàn)象？加入沸石為什么能消除過(guò)熱現(xiàn)象？

水在玻璃上能鋪展，水銀在玻璃上卻形成液滴,為什么？活性碳為什么可以做防毒面具？冰箱除臭劑？思考：與膠體界面現(xiàn)象相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題在參觀面粉廠時(shí),不能穿帶鐵釘?shù)男?，為什么？土壤為什么能將水份保存起?lái)?如何抑制沙漠地帶水的蒸發(fā)?洗衣粉為什么有去污作用?明礬為什么能凈水?怎樣除煙去塵?江河出口處為什么形成三角洲?1-100nm離子、分子凝聚(新相形成)粗粒子分散（比表面增加）膠體分散體系的獲得機(jī)械法電分散化法超聲分散法膠溶法物理凝聚法化學(xué)凝聚法分子模板法1.溶膠的制備一般原則和方法五、膠體的制備和性質(zhì)膠體的制備例如：AgCl(新鮮沉淀）AgCl(溶膠）

Fe(OH)3（新鮮沉淀）Fe(OH)3(溶膠）膠溶法是先將新生成沉淀中多余的電解質(zhì)洗去，再加入適量的電解質(zhì)作穩(wěn)定劑，或置于某溫度下使沉淀重新分散成溶膠。注意沉淀老化后就不易再發(fā)生膠溶。3.凝聚法制備溶膠

凝聚法制備溶膠：處于亞穩(wěn)態(tài)的均相體系析出分散相粒子，其與過(guò)飽和溶液中的結(jié)晶及過(guò)飽和蒸氣的凝結(jié)類似。（1）凝聚法基本原理由溶液中析出膠粒形成晶核（nucleation）晶體成長(zhǎng)晶核生成速度v1:晶核生長(zhǎng)速度v2:k為常數(shù)，c為過(guò)飽和溶液濃度；cs為飽和溶解度；D為擴(kuò)散系數(shù)；A為粒子表面積，為一層結(jié)晶的厚度

（3）化學(xué)凝聚法

通過(guò)各種化學(xué)反應(yīng)形成不溶化合物。例如：A.復(fù)分解法

AgNO3（稀）+KCl（?。?/p>

→AgCl(溶膠）+KNO3B.

水解法

FeCl3（?。?3H2O（熱）→Fe(OH)3（溶膠）+3HCl

C.氧化法

2H2S(稀）+O2(g)→H2O+3S(溶膠）

Fe2SiO4+1/2O2

+

5H2O→2Fe(OH)3(溶膠）+Si(OH)4(溶膠）D.

還原法

2HAuCl4(?。?3HCHO+11KOH

2Au(溶膠）+3HCOOK+8KCl+8H2O制成膠體后，需要將膠體中多余的電解質(zhì)及雜質(zhì)除去，溶膠才能穩(wěn)定，這就稱為溶膠的凈化。用凝聚法制得的溶膠的凈化方法：

⑴過(guò)濾：膠體粒子小，可通過(guò)普通濾紙的孔隙，而粗粒子不能通過(guò)；⑵沉降：膠體不沉；⑶離心分離。4.溶膠的凈化§1膠體的光學(xué)性質(zhì)§2膠體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)§3膠體的電學(xué)性質(zhì)§4膠體的穩(wěn)定性§5膠體的流變性質(zhì)（二）

膠體的基本性質(zhì)——一束光透過(guò)膠體，形成光亮的“通路”的現(xiàn)象。丁達(dá)爾現(xiàn)象——鑒別膠體的最簡(jiǎn)便方法

形成原因：膠體微粒（d<λ）對(duì)于光線的散射作用1、膠體的光學(xué)性質(zhì)可見光的波長(zhǎng)在400--700nm，膠體粒子的直徑在1--100nm（二）

膠體的基本性質(zhì)光本質(zhì)是電磁波，當(dāng)光波作用到介質(zhì)中小于光波波長(zhǎng)的粒子上時(shí)，粒子中的電子被迫振動(dòng)（其振動(dòng)頻率與入射光波的頻率相同）,成為二次波源，向各個(gè)方向發(fā)射電磁波，這就是散射光波也就是我們看到的散射光。丁達(dá)爾效應(yīng)可以認(rèn)為是膠粒對(duì)光的散射作用的宏觀表現(xiàn)。2、膠體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)溶膠粒子時(shí)刻處于無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因而表現(xiàn)出擴(kuò)散、滲透、沉降等與溶膠粒子大小及形狀等屬性相關(guān)的運(yùn)動(dòng)特性，稱為動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（1）布朗運(yùn)動(dòng)(Brownianmotion,1826)

因?yàn)榻橘|(zhì)分子不斷碰撞這些粒子，碰撞的合力不斷改變其運(yùn)動(dòng)方向和位置，成為無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)——1826年，布朗把花粉懸浮在水中，用顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒作不停的、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)。

形成原因分散劑分子對(duì)膠粒無(wú)規(guī)則的撞擊——布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)生是膠體穩(wěn)定的次要因素

膠體為何能穩(wěn)定存在？提出問(wèn)題解決問(wèn)題——“重”而不沉解決問(wèn)題——“撞”而不沉

已知的NA

、η、r、T

和t

等已知量求外，還提供了一種測(cè)定阿佛加德羅常數(shù)NA

的方法(Einstein第二擴(kuò)散公式)(Einstein-Brown位移方程)(Einstein第一擴(kuò)散公式)（2）擴(kuò)散與沉降在重力場(chǎng)中，膠粒受重力的作用而要下沉，這一現(xiàn)象稱為沉降(sedimentation)膠粒從分散密度大的區(qū)域向分散密度小的區(qū)域遷移，這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散(diffusion)沉降速率等于擴(kuò)散速率，溶膠系統(tǒng)處于沉降平衡3.溶膠的電學(xué)性質(zhì)什么是電泳？（electrophoresis）什么是電滲析？（electroosmosis）什么是沉降電位？（sedimentationpotential）什么是流動(dòng)電位？（streamingpotential）電動(dòng)現(xiàn)象（electrokineticphenomena）：電動(dòng)現(xiàn)象

懸浮于分散介質(zhì)中帶某種電荷的膠體在外電場(chǎng)作用下產(chǎn)生與液體介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或是帶電固體與介質(zhì)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電勢(shì)差，統(tǒng)稱電動(dòng)現(xiàn)象。

（1）電泳在外直流電場(chǎng)作用下，離子或帶電粒子和附著于粒子表面的物質(zhì)相對(duì)于液體介質(zhì)的定向運(yùn)動(dòng)。（2）電滲在外電場(chǎng)作用下，液體介質(zhì)相對(duì)于它接觸的靜止的帶電固體表面（孔性物質(zhì)的毛細(xì)管束表面或通透性栓塞）的定向運(yùn)動(dòng)。

用玻璃毛細(xì)管時(shí)，水向陰極流動(dòng)，表明流體帶正電荷；若用氧化鋁、碳酸鈣等物質(zhì)做成的多空隔膜，水向陽(yáng)極流動(dòng)，則表明這時(shí)流體帶負(fù)電荷。

（3）流動(dòng)電勢(shì)在外力作用下液體介質(zhì)相對(duì)于靜止帶電表面流動(dòng)而產(chǎn)生的電勢(shì)差。流動(dòng)電勢(shì)是電滲的逆過(guò)程。（4）沉降電勢(shì)在外力作用下帶電粒子相對(duì)于液體介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電勢(shì)差。沉降電勢(shì)是電泳的逆過(guò)程。兩信息：1、每邊長(zhǎng)為1cm的立方體，它的表面積為6cm2

；當(dāng)把這個(gè)物體分散成邊長(zhǎng)為10nm的小正方體（膠粒大?。┧目偙砻娣e為600m2，是原來(lái)的100萬(wàn)倍。2、活性炭漂白原理為吸附漂白（因?yàn)槠錇槭杷啥嗫谞睿谕饧与妶?chǎng)的作用下，膠體粒子在分散劑里向電極（陰極或陽(yáng)極）做定向移動(dòng)的現(xiàn)象。電泳現(xiàn)象提出問(wèn)題解決問(wèn)題——“重”而不沉解決問(wèn)題——“撞”而不沉——在外加電場(chǎng)的作用下，膠體粒子在分散劑里向電極（陰極或陽(yáng)極）做定向移動(dòng)的現(xiàn)象。電泳現(xiàn)象提出問(wèn)題解決問(wèn)題——“重”而不沉解決問(wèn)題——“撞”而不沉

形成原因膠粒表面積大

→吸附能力強(qiáng)

→吸附陽(yáng)離子→膠體微粒帶正電→

在電場(chǎng)作用下向陰極移動(dòng)→陰極區(qū)膠體的液面上升、顏色加深——膠粒帶電是膠體穩(wěn)定存在的主要因素膠粒荷電的原因（1）電離SiO2溶膠表面水解

SiO2

＋H2O→H2SiO3若溶液顯酸性

H2SiO3→HSiO2++OH-OH－進(jìn)入溶液，而使膠粒帶正電若溶液顯堿性

H2SiO3→HSiO3++H＋

H＋進(jìn)入溶液，而使膠粒帶負(fù)電（2）離子吸附

由于膠粒顆粒度小,具有巨大的表面能,因此有吸附分散介質(zhì)中的離子,以降低其表面能的趨勢(shì)。FajansRule

具有與膠?；瘜W(xué)組成相同的離子優(yōu)先被吸附。例：AgNO3+KI→AgI+KNO3

若

AgNO3過(guò)量，則AgI膠粒吸附Ag＋而帶正電若

KI過(guò)量，則AgI膠粒吸附I－而帶負(fù)電。（3）晶格取代（4）非水介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)荷電的原因如黏土晶格中的Al3+往往有一部分被Mg2+或Ca2+取代，從而使黏土晶格帶負(fù)電。膠團(tuán)結(jié)構(gòu)

滑動(dòng)面以內(nèi)的部分稱為膠粒，膠粒與擴(kuò)散層之間有一個(gè)電位差，稱為膠體的電動(dòng)電位（ζ電位）。而膠核表面的電位離子與溶液之間的電位差稱為總電位（φ0電位）?；瑒?dòng)面膠核膠粒

若在稀的KI溶液中，滴加少量的AgNO3稀溶液，KI過(guò)量。AgI微粒表面將吸附I-離子，膠粒表面則帶負(fù)電荷，K+為反離子，這時(shí)膠團(tuán)結(jié)構(gòu)則應(yīng)表示為：

膠核{(lán)[AgI]mnI-.(n-x)K+}x-

xK+膠體粒子膠團(tuán)可滑動(dòng)面膠核、吸附層、膠粒、擴(kuò)散層、膠團(tuán)膠核吸附離子是有選擇性的，首先吸附與膠核中相同的某種離子，用同離子效應(yīng)使膠核不易溶解，若無(wú)相同離子，則首先吸附水化能力較弱的負(fù)離子，所以自然界中的膠粒大多帶負(fù)電，如泥漿水、豆?jié){等都是負(fù)溶膠。膠粒=膠核+被吸附離子+緊密層反離子膠團(tuán)=膠粒+擴(kuò)散層反離子膠粒的結(jié)構(gòu)例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過(guò)量的KI作穩(wěn)定劑AgI++++++++++----------[(AgI)mn

I–

(n-x)K+]

x–

xK–內(nèi)核內(nèi)殼緊密吸附層擴(kuò)散層膠粒（帶負(fù)電）膠團(tuán)（電中性）膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：

膠團(tuán)的圖示式：膠核膠殼緊密吸附層擴(kuò)散層例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過(guò)量的AgNO3

作穩(wěn)定劑

膠團(tuán)的圖示式：膠粒的結(jié)構(gòu)AgI++++++++++----------[(AgI)mnAg+

(n-x)NO3–]x+

x

NO3–內(nèi)核內(nèi)殼緊密吸附層擴(kuò)散層膠粒（帶正電）膠團(tuán)（電中性）膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：膠核膠殼緊密吸附層擴(kuò)散層

關(guān)于電泳現(xiàn)象思考：AgNO3和KI制備的AgI膠體在外加電場(chǎng)下陽(yáng)極區(qū)顏色加深說(shuō)明什么？

膠體粒子帶電規(guī)律帶正電荷的膠粒：金屬氫氧化物（如Fe（OH）3、Al（OH）3）金屬氧化物（如Fe2O3、TiO2）等帶負(fù)電荷的膠粒：非金屬氧化物、金屬硫化物等硅酸膠體、土壤膠體等思考：是否所有的液溶膠在電場(chǎng)作用下都會(huì)發(fā)生電泳？1.膠體的分離：

在陶瓷工業(yè)中常遇到陶土中混有氧化鐵而影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題.解決的方法之一是把這些陶土和水混合在一起攪拌,使得微粒直徑在10-7—10-9米之間,然后插入兩根電極,接通直流電源,這時(shí)陽(yáng)極聚集__________,陰極聚集_______,理由是_____________________________________________________

2.水泥廠除塵

在水泥廠、冶金工廠中，通過(guò)高壓電于含煙塵的氣體中可以除去大量的煙塵以減少空氣污染，凈化環(huán)境。陶土氧化鐵

帶相反電荷的膠體微粒通電時(shí)產(chǎn)生電泳,分別向兩極移動(dòng)

電泳應(yīng)用

當(dāng)固體與液體接觸時(shí)，可以是固體從溶液中選擇性吸附某種離子，也可以是固體分子本身發(fā)生電離作用而使離子進(jìn)入溶液，以致使固液兩相分別帶有不同符號(hào)的電荷，在界面上形成了雙電層的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于雙電層的具體結(jié)構(gòu)，一百多年來(lái)不同學(xué)者提出了不同的看法。最早于1879年Helmholz提出平板型模型；三、雙電層結(jié)構(gòu)模型和電動(dòng)電位（z電位）1910年Gouy和1913年Chapman修正了平板型模型，提出了擴(kuò)散雙電層模型；后來(lái)Stern又提出了Stern模型。3.Stern模型

Stern對(duì)擴(kuò)散雙電層模型作進(jìn)一步修正。

他認(rèn)為吸附在固體表面的緊密層約有一、二個(gè)分子層的厚度，后被稱為Stern層；

由反號(hào)離子電性中心構(gòu)成的平面稱為Stern平面。

由于離子的溶劑化作用，膠粒在移動(dòng)時(shí)，緊密層會(huì)結(jié)合一定數(shù)量的溶劑分子一起移動(dòng)，所以滑移的切動(dòng)面由比Stern層略右的曲線表示。

從固體表面到Stern平面，電位從0直線下降為

。電動(dòng)電勢(shì)（electrokineticpotential）

在Stern模型中，帶有溶劑化層的滑移界面與溶液之間的電位差稱為z電位。電動(dòng)電勢(shì)亦稱為z電勢(shì)。

在擴(kuò)散雙電層模型中，切動(dòng)面AB與溶液本體之間的電位差為z電位；

電位總是比熱力學(xué)電位低，外加電解質(zhì)會(huì)使z電位變小甚至改變符號(hào)。只有在質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)才顯示出z電位，所以又稱電動(dòng)電勢(shì)。

帶電的固體或膠粒在移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)的切動(dòng)面與液體本體之間的電位差稱為電動(dòng)電勢(shì)。電動(dòng)電勢(shì)（electrokineticpotential）高分子化合物的絮凝作用DLVO理論電解質(zhì)的聚沉作用聚沉動(dòng)力學(xué)高分子化合物的穩(wěn)定作用及空間穩(wěn)定理論簡(jiǎn)介穩(wěn)定性膠體的穩(wěn)定性4、膠體的穩(wěn)定性1.（1）熱力學(xué)上為不穩(wěn)定體系：膠體體系是多相分散體系，有巨大的界面能。（2）動(dòng)力學(xué)上的穩(wěn)定體系：溶膠粒子較小，布朗運(yùn)動(dòng)激烈，因此在重力場(chǎng)中不易沉降，即具有動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。（3）聚結(jié)穩(wěn)定性：由于膠團(tuán)雙電層結(jié)構(gòu)的存在，膠粒都帶有相同的電荷，相互排斥，故不易聚沉。這是溶膠穩(wěn)定存在的最重要原因（4）水化膜：在膠團(tuán)的雙電層中反離子都是水化的，因此在膠粒外有一層水化膜，它阻止了膠粒的相互碰撞而導(dǎo)致膠粒結(jié)合變大。2.DLVO理論：溶膠在一定條件下是穩(wěn)定存在還是聚沉，取決于粒子間的相互吸引力和靜電斥力。若斥力大于吸引力則溶膠穩(wěn)定，反之則不穩(wěn)定。四膠體的穩(wěn)定與聚沉

膠體由于具有巨大的表面能，因此是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，但在某些條件下，也能穩(wěn)定的存在一段時(shí)間。膠體的穩(wěn)定是相對(duì)的、暫時(shí)的和有條件的，而不穩(wěn)定則是絕對(duì)的。1.溶膠的穩(wěn)定性影響溶膠穩(wěn)定性的因素(1)溶膠的動(dòng)力穩(wěn)定因素(2)膠粒帶電的穩(wěn)定作用(3)溶劑化的穩(wěn)定作用1941年由德查金(Darjaguin)和朗道(Landau)以及1948年維韋(Verwey)和奧弗比克(Overbeek)分別提出了帶電膠體粒子穩(wěn)定的理論,簡(jiǎn)稱DLVO理論.要點(diǎn)如下:(1)在膠團(tuán)之間,既存在著斥力勢(shì)能,存在著引力勢(shì)能擴(kuò)散層未重疊,兩膠團(tuán)之間不產(chǎn)生斥力擴(kuò)散層重疊,平衡破壞,產(chǎn)生滲透性斥力和靜電斥力DLVO理論(2)膠體系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢(shì)能和吸力勢(shì)能的相對(duì)大小.當(dāng)粒子間斥力勢(shì)能在數(shù)值上大于吸力勢(shì)能,而且足以阻止由于布朗運(yùn)動(dòng)使粒子相互碰撞而粘結(jié)時(shí),則膠體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)吸力勢(shì)能在數(shù)值上大于斥力勢(shì)能,粒子將相互靠攏而發(fā)生聚沉.調(diào)整兩者的相對(duì)大小,可以改變膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性.(3)斥力勢(shì)能,吸力勢(shì)能以及總勢(shì)能都隨粒子間距離的變化而變化,且在某一距離范圍吸力占優(yōu)勢(shì),而在另一距離范圍斥力占優(yōu)勢(shì).(4)加入電解質(zhì)對(duì)吸力勢(shì)能影響不大,但對(duì)斥力勢(shì)能的影響卻十分顯著.電解質(zhì)的加入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的總勢(shì)能發(fā)生很大的變化,適當(dāng)調(diào)整電解質(zhì)濃度,可以得到相對(duì)穩(wěn)定的膠體.在電荷作用下穩(wěn)定存在的Fe2O3溶膠2.溶膠的聚沉聚沉:

憎液溶膠中分散相微?；ハ嗑劢Y(jié)構(gòu)，顆粒變大,進(jìn)而發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。加熱，輻射或加入電解質(zhì)皆可導(dǎo)致溶膠的聚沉。三種溶膠聚沉.(左)Al(OH)3;(中)Fe(OH)3;(右)Cu(OH)22.溶膠的聚沉(1)電解質(zhì)的聚沉作用

在溶膠中加入少量電解質(zhì)，可以使膠粒吸附的離子增加，ζ電勢(shì)提高，增加溶膠的穩(wěn)定性，稱為穩(wěn)定劑。

但當(dāng)電解質(zhì)的濃度足夠大，部分反粒子進(jìn)入緊密層，而使ζ電勢(shì)降低，擴(kuò)散層變薄，膠粒之間靜電斥力減小而導(dǎo)致聚沉，則稱為聚沉劑。溶膠的聚沉（coagulation）電解質(zhì)的聚沉作用原理?電解質(zhì)壓縮雙電層，降低ζ電位，從而降低膠體的穩(wěn)定性①聚稱值和聚沉率聚沉速率電解質(zhì)濃度cζ電勢(shì)/mV

c1c2300聚沉值：使溶膠以明顯速率聚沉所需的電解質(zhì)的最小濃度。聚沉率：聚沉值的倒數(shù)。電解質(zhì)的聚沉值越小，聚沉率越大，則聚沉能力越強(qiáng)不同電解質(zhì)的聚沉值(mmol/dm3)LiCl58.4NaCl51KCl501/2K2SO465HCl31

CaCl20.65BaCl20.69MgSO40.801/2Al3(SO4)30.096AlCl30.093負(fù)溶膠(As2S3)正溶膠(Al2O3)NaCl43.5KCl46KNO360K2SO40.30K2Cr2O70.63K2C2O40.69K3[Fe(CN)6]0.08②影響電解質(zhì)聚沉能力的因素：(a)主要取決于與膠粒所帶電荷相反的離子（反離子）所帶的電荷數(shù)（即價(jià)數(shù)）。反離子的價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)。Schulze-Hardyrule

電解質(zhì)的聚沉值與膠粒的異電性離子的價(jià)數(shù)的6次方成反比Cj(i):i價(jià)電解質(zhì)的聚沉值(b)價(jià)數(shù)相同的反離子的水合半徑越小，聚沉能力越強(qiáng)。例如，對(duì)一價(jià)陽(yáng)離子,按聚沉能力排列：

H+>Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+對(duì)一價(jià)陰離子：

F->Cl->Br->NO3->I-(c)與膠粒電性相同的離子，一般說(shuō)來(lái)，價(jià)數(shù)越高，水合半徑越?。}析作用），聚沉能力越弱(2)溶膠的相互聚沉作用

當(dāng)兩種帶相反電荷的溶膠所帶電量相等時(shí)，相互混合也會(huì)發(fā)生聚沉。

(3)高分子化合物的作用

在溶膠中加入少量高分子化合物可使溶膠聚沉，稱為敏化作用(絮凝作用)。

在溶膠中加入足夠多的高分子化合物，則會(huì)阻止溶膠的聚沉，稱為空間保護(hù)作用。表面張力與表面自由能對(duì)于單組分體系，這種特性主要來(lái)自于同一物質(zhì)在不同相中的密度不同；對(duì)于多組分體系，則特性來(lái)自于界面層的組成與任一相的組成均不相同。表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同。

體相內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對(duì)稱的，各個(gè)方向的力彼此抵銷(各向同性)；

但是處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其作用力不能相互抵銷，因此，界面層分子由于其處在一不均勻?qū)ΨQ的力場(chǎng)會(huì)顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。界面化學(xué)2023/2/3表面功（surfacework）式中為比例系數(shù)，它在數(shù)值上等于當(dāng)T，P及組成恒定的條件下，增加單位表面積時(shí)所必須對(duì)體系做的可逆非膨脹功。由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服體系內(nèi)部分子之間的作用力，對(duì)體系做功。溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需要對(duì)體系作的功，稱為表面功。用公式表示為：2023/2/3表面自由能(surfacefreeenergy)由此可得：考慮了表面功，熱力學(xué)基本公式中應(yīng)相應(yīng)增加dA一項(xiàng)，即：2023/2/3表面自由能(surfacefreeenergy)

廣義的表面自由能定義：

狹義的表面自由能定義：保持溫度、壓力和組成不變，每增加單位表面積時(shí)，Gibbs自由能的增加值稱為表面Gibbs自由能，或簡(jiǎn)稱表面自由能或表面能，用符號(hào)或表示，單位為J·m-2。保持相應(yīng)的特征變量不變，每增加單位表面積時(shí)，相應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)的增值。2023/2/3表面張力（surfacetension）

在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，它垂直于表面的邊界，指向液體方向并與表面相切。將一含有一個(gè)活動(dòng)邊框的金屬線框架放在肥皂液中，然后取出懸掛，活動(dòng)邊在下面。由于金屬框上的肥皂膜的表面張力作用，可滑動(dòng)的邊會(huì)被向上拉，直至頂部。

把作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用g表示，單位是N·m-1。2023/2/3表面張力（surfacetension）如果在活動(dòng)邊框上掛一重物，使重物質(zhì)量W2與邊框質(zhì)量W1所產(chǎn)生的重力F（F=（W1+W2）g）與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動(dòng)。這時(shí)

l是滑動(dòng)邊的長(zhǎng)度，因膜有兩個(gè)面，所以邊界總長(zhǎng)度為2l，就是作用于單位邊界上的表面張力。2023/2/3影響表面張力的因素（1）分子間相互作用力的影響（2）溫度的影響溫度升高，表面張力下降。（3）壓力的影響

表面張力一般隨壓力的增加而下降。因?yàn)閴毫υ黾?，氣相密度增加，表面分子受力不均勻性略有好轉(zhuǎn)。另外，若是氣相中有別的物質(zhì)，則壓力增加，促使表面吸附增加，氣體溶解度增加，也使表面張力下降。對(duì)純液體或純固體，表面張力決定于分子間形成的化學(xué)鍵能的大小，一般化學(xué)鍵越強(qiáng)，表面張力越大。(金屬鍵)>(離子鍵)>(極性共價(jià)鍵)>(非極性共價(jià)鍵)兩種液體間的界面張力，界于兩種液體表面張力之間。2023/2/3壓力的影響壓力與表面張力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究不易進(jìn)行，一般說(shuō)來(lái)，壓力對(duì)表面張力的影響可以從下面三個(gè)方面考慮

p增加，兩相間密度差減少，γ減小p增加，氣體在液體表面上的吸附使表面能降低（吸附放熱），因此γ減小p增加，氣體在液體中的溶解度增大，表面能降低以上三種情況均表明，p增加，γ減小2023/2/3壓力的影響但從有關(guān)公式可知上式表明，p增加，γ增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，在某些情況下p增加，γ減小。這可用氣體吸附或溶解來(lái)解釋，但在另一些情況下，p增加，γ增加。顯然，這與上述解釋相反?？梢?，壓力對(duì)表面張力的影響相當(dāng)復(fù)雜，這是因?yàn)樵黾訅毫Ρ仨氁氲诙M分（如惰性氣體），而第二組分又往往會(huì)通過(guò)吸附或溶解來(lái)影響表面張力。當(dāng)?shù)诙?jí)分的吸附或溶解對(duì)表面張力的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)壓力本身的作用則往往表現(xiàn)為第一種情況，而當(dāng)吸附或溶解的影響很小時(shí)，則又表面為第二種情況。測(cè)定液體表面張力的方法1.毛細(xì)管上升法

2.環(huán)法

3.氣泡最大壓力法2023/2/34.4表面自由能和表面張力的微觀解釋由于表面相分子處于一合力指向液體內(nèi)部的不對(duì)稱力場(chǎng)之中，因此，表面層分子有離開表面層進(jìn)入體相的趨勢(shì)。這一點(diǎn)可從液體表面的自動(dòng)收縮得以證明。這也說(shuō)明了處于表面層的分子具有比體相內(nèi)部的分子更高的能量。換言之，增加液體的表面積就必須把一定數(shù)量的內(nèi)部分子遷移到表面上，要完成這個(gè)過(guò)程必須借助于外力做功。因此，體系獲得的能量便是表面過(guò)剩自由能?？梢姡瑯?gòu)成界面的兩相性質(zhì)不同及分子內(nèi)存在著相互作用力是產(chǎn)生表面自由能的原因。2023/2/3表面自由能和表面張力的微觀解釋

液體表面為什么會(huì)存在張力是一個(gè)長(zhǎng)期困擾表面化學(xué)家的問(wèn)題，實(shí)際上，表面張力同樣是分子間存在相互作用力的結(jié)果。

從液體表面的特性來(lái)看，表面上的分子比體相內(nèi)部的分子能量更高，而按照分子分布的規(guī)律，表面上的分子的密度將小于內(nèi)部分子。于是表面分子間的距離較大，因此，表面上的分子沿表面方向存在著側(cè)向引力，距離較大時(shí)，吸引力占優(yōu)勢(shì)。2023/2/34.5彎曲表面下的附加壓力與蒸氣壓

彎曲表面下的附加壓力1.在平面上2.在凸面上3.在凹面上

Young-Laplace公式

Kelvin公式2023/2/3彎曲表面下的附加壓力1.在平面上剖面圖液面正面圖研究以AB為直徑的一個(gè)環(huán)作為邊界，由于環(huán)上每點(diǎn)的兩邊都存在表面張力，大小相等，方向相反，所以沒(méi)有附加壓力。設(shè)向下的大氣壓力為Po，向上的反作用力也為Po，附加壓力Ps等于零。Ps=Po-

Po=02023/2/3彎曲表面下的附加壓力（2）在凸面上：剖面圖附加壓力示意圖研究以AB為弦長(zhǎng)的一個(gè)球面上的環(huán)作為邊界。由于環(huán)上每點(diǎn)兩邊的表面張力都與液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的合力。所有的點(diǎn)產(chǎn)生的總壓力為Ps，稱為附加壓力。凸面上受的總壓力為：Po+

PsPo為大氣壓力，Ps為附加壓力。2023/2/3彎曲表面下的附加壓力（3）在凹面上：剖面圖附加壓力示意圖研究以AB為弦長(zhǎng)的一個(gè)球形凹面上的環(huán)作為邊界。由于環(huán)上每點(diǎn)兩邊的表面張力都與凹形的液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的合力。所有的點(diǎn)產(chǎn)生的總壓力為Ps，稱為附加壓力。凹面上向下的總壓力為：Po-Ps，所以凹面上所受的壓力比平面上小。2023/2/3楊-拉普拉斯公式1805年Young-Laplace導(dǎo)出了附加壓力與曲率半徑之間的關(guān)系式：特殊式（對(duì)球面）：

根據(jù)數(shù)學(xué)上規(guī)定，凸面的曲率半徑取正值，凹面的曲率半徑取負(fù)值。所以，凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向球面的球心。一般式：2023/2/3Young-Laplace

一般式的推導(dǎo)1.在任意彎曲液面上取小矩形曲面ABCD(紅色面)，其面積為xy。曲面邊緣AB和BC弧的曲率半徑分別為和。2.作曲面的兩個(gè)相互垂直的正截面，交線Oz為O點(diǎn)的法線。3.令曲面沿法線方向移動(dòng)dz，使曲面擴(kuò)大到A’B’C’D’(藍(lán)色面)，則x與y各增加dx和dy。2023/2/3Young-Laplace

一般式的推導(dǎo)5.增加dA面積所作的功與克服附加壓力Ps增加dV所作的功應(yīng)該相等，即：4.移動(dòng)后曲面面積增加dA和dV為：2023/2/3Young-Laplace

一般式的推導(dǎo)6.根據(jù)相似三角形原理可得：7.將dx,dy代入(A)式,得：8.如果是球面，2023/2/3Young-Laplace特殊式的推導(dǎo)(1)在毛細(xì)管內(nèi)充滿液體，管端有半徑為R’的球狀液滴與之平衡。外壓為p0，附加壓力為ps,液滴所受總壓為：

p0+ps2023/2/3Young-Laplace特殊式的推導(dǎo)2.對(duì)活塞稍加壓力，將毛細(xì)管內(nèi)液體壓出少許，使液滴體積增加dV，相應(yīng)地其表面積增加dA?？朔郊訅毫s環(huán)境所作的功與可逆增加表面積的吉布斯自由能增加應(yīng)該相等。代入得：2023/2/3附加壓力與毛細(xì)管中液面高度的關(guān)系1.曲率半徑R'與毛細(xì)管半徑R的關(guān)系：

R'=R/cosq2.

ps=2g/R'=(rl-rg)gh如果曲面為球面，則R'=R。因rl>>rg所以：ps=2g/R'=rlgh一般式：2gcosq/R=Drgh2023/2/3幾種毛細(xì)現(xiàn)象3、1）液體在地層和紡織品中的流動(dòng)原油和水在地層中的流動(dòng)屬液體在不均勻孔徑的毛細(xì)管中的流動(dòng)，當(dāng)忽略重力作用時(shí)，由于不同管徑的曲率半徑不同，造成兩部分液面的附加壓力不同（毛細(xì)壓差）。因此，液體將往附加壓力大的方向流動(dòng)。若要改變其流動(dòng)方向，必須施加一克服此壓力差的力，若采用表面化學(xué)方法改變體系表面張力和液面曲率，可以改變體系毛細(xì)壓差以利于實(shí)現(xiàn)所要求的流動(dòng)。這是三次采油的關(guān)鍵問(wèn)題之一。2023/2/3幾種毛細(xì)現(xiàn)象2）關(guān)于泡沫和乳狀液的穩(wěn)定性泡沫和乳狀液是由兩種不相混溶的流體相形成的的分散體系。泡沫是大量氣體分散在少量液體中構(gòu)成的，而乳狀液是一種液體以微小液滴狀態(tài)分散在另一液相中。泡沫的片膜與片膜之間構(gòu)成具有不同曲率的連續(xù)液體，由于附加壓力不同，液體從曲率小、壓力大的片膜流向曲率大、壓力小的片膜邊界，最后導(dǎo)致泡沫排液、泡膜變薄而破裂。這是影響泡膜穩(wěn)定的重要原因。2023/2/3幾種毛細(xì)現(xiàn)象3）壓汞法測(cè)孔徑水銀在一般固體的孔中形成凸液面，欲使水銀進(jìn)入固體孔中須克服毛細(xì)壓差。即當(dāng)γ、θ已知，通過(guò)測(cè)定毛細(xì)壓差可計(jì)算固體的孔徑。如催化劑的孔徑測(cè)定。2023/2/3彎曲表面上的蒸汽壓——開爾文公式對(duì)小液滴與蒸汽的平衡，應(yīng)有相同形式，設(shè)氣體為理想氣體。液體(T,pl)

飽和蒸汽(T,pg)2023/2/3彎曲表面上的蒸汽壓——開爾文公式這就是Kelvin公式，式中r為密度，M為摩爾質(zhì)量。2023/2/3彎曲表面上的蒸汽壓——開爾文公式

Kelvin公式也可以表示為兩種不同曲率半徑的液滴或蒸汽泡的蒸汽壓之比，或兩種不同大小顆粒的飽和溶液濃度之比。對(duì)凸面，R'取正值，R'越小，液滴的蒸汽壓越高， 或小顆粒的溶解度越大。對(duì)凹面，R'取負(fù)值，R'越小，小蒸汽泡中的蒸汽 壓越低。2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用1）過(guò)飽和蒸汽恒溫下，將未飽和的蒸汽加壓，若壓力超過(guò)該溫度下液體的飽和蒸汽壓仍無(wú)液滴出現(xiàn)，則稱該蒸汽為過(guò)飽和蒸汽。原因：液滴小，飽和蒸汽壓大，新相難成而導(dǎo)致過(guò)冷。解決辦法：引入凝結(jié)核心如人工降雨用的AgI或干冰。2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用2）過(guò)熱液體沸騰是液體從內(nèi)部形成氣泡、在液體表面上劇烈汽化的現(xiàn)象。但如果在液體中沒(méi)有提供氣泡的物質(zhì)存在時(shí)，液體在沸點(diǎn)時(shí)將無(wú)法沸騰。我們將這種按相平衡條件，應(yīng)當(dāng)沸騰而不沸騰的液體，稱為過(guò)熱液體。液體過(guò)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于液體在沸點(diǎn)時(shí)無(wú)法形成氣泡所造成的。根據(jù)開爾文公式，小氣泡形成時(shí)期氣泡內(nèi)飽和蒸氣壓遠(yuǎn)小于外壓，但由于凹液面附加壓力的存在，小氣泡要穩(wěn)定存在需克服的壓力又必2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用須大于外壓。因此，相平衡條件無(wú)法滿足，小氣泡不能存在，這樣便造成了液體在沸點(diǎn)時(shí)無(wú)法沸騰而液體的溫度繼續(xù)升高的過(guò)熱現(xiàn)象。過(guò)熱較多時(shí)，極易暴沸。為防止暴沸，可事先加入一些沸石、素?zé)善任镔|(zhì)。因?yàn)檫@些多孔性物質(zhì)的孔中存在著曲率半徑較大的氣泡，加熱時(shí)這些氣體成為新相種子（氣化核心），因而繞過(guò)了產(chǎn)生極微小氣泡的困難階段，使液體的過(guò)熱程度大大降低。2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用例1〕將正丁醇（摩爾質(zhì)量M＝0.074kg·mol-1）蒸氣聚冷至273K，發(fā)現(xiàn)其過(guò)飽和度約達(dá)到4時(shí)方能自行凝結(jié)為液滴，若273K時(shí)正丁醇的表面張力γ＝0.0261N·m-1，密度ρ＝1×103kg·m-3，試計(jì)算（a）在此過(guò)飽和度下所凝結(jié)成液滴的半徑r；（b）每一液滴中所含正丁醇的分子數(shù)。解:

（a）過(guò)飽和度即為，根據(jù)開爾文公式

2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用例2〕

當(dāng)水滴半徑為10-8m時(shí)，其25℃飽和蒸氣壓的增加相當(dāng)于升高多少溫度所產(chǎn)生的效果。已知水的密度為0.998×103kg·m-3，摩爾蒸發(fā)焓為44.01kJ·mol-1。解：按開爾文公式，又根據(jù)克拉貝龍--克勞修斯方程2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用（3）毛細(xì)凝結(jié)與等溫蒸餾

考慮液體及其飽和蒸氣與孔性固體構(gòu)成的體系?？字幸好媾c孔外液面的曲率不同，導(dǎo)致蒸氣壓力不同。在形成凹形液面的情況下，孔中液體的平衡蒸氣壓低于液體的正常蒸氣壓。故在體系蒸氣壓低于正常飽和蒸氣壓時(shí)即可在毛細(xì)管中發(fā)生凝結(jié)。此即所謂毛細(xì)凝結(jié)現(xiàn)象。硅膠能作為干燥劑就是因?yàn)楣枘z能自動(dòng)地吸附空氣中的水蒸氣，使得水氣在毛細(xì)管內(nèi)發(fā)生凝結(jié)。毛細(xì)凝結(jié)的另一應(yīng)用是等溫蒸餾。其過(guò)程是，如果在一封閉容器中有曲率大小不同的液面與它們的蒸氣相共存，由于在相同溫度下不同液面的平衡蒸氣壓力不同，體系中自發(fā)進(jìn)行液體分子從大塊液相通過(guò)氣相轉(zhuǎn)移到曲率大的凹液面處。2023/2/3開爾文公式的應(yīng)用潤(rùn)濕和鋪展當(dāng)S>0是液體可以在固體表面自動(dòng)鋪展，S越大，鋪展能力越大。當(dāng)然也表示該液體在固體表面的潤(rùn)濕能力強(qiáng)。水凝膠簡(jiǎn)介

水凝膠（Hydrogel）是一類具有親水基團(tuán)，能被水溶脹但不溶于水的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物。

水凝膠的特點(diǎn)：

1.它在水中能夠吸收大量的水分顯著溶脹，并在顯著脹之后，能夠繼續(xù)保持其原有結(jié)構(gòu)而不被溶解；

2.良好的生物相容性、優(yōu)良的物理機(jī)械性能和長(zhǎng)期植入的穩(wěn)定性；3.良好的水蒸氣透過(guò)率和合適的氣體(如O2

和CO2)通過(guò)率,而且,水凝膠不會(huì)和傷口粘連,敷貼及取出極為方便；

4.能夠感知外界刺激的微小變化，如溫度、pH值、離子強(qiáng)度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等，并能夠?qū)Υ碳ぐl(fā)生敏感性的響應(yīng)，常通過(guò)體積的溶脹或收縮來(lái)實(shí)現(xiàn)。

水凝膠的分類

按照結(jié)合方式分類：1.物理水凝膠，通過(guò)物理作用力結(jié)合起來(lái)，如靜電作用、氫鍵、鏈的纏繞等，是非永久性的。2.化學(xué)水凝膠，通過(guò)化學(xué)鍵交聯(lián)形成的三維網(wǎng)絡(luò)聚合物，是永久性的。

根據(jù)合成材料分類：1.天然高分子水凝膠2.合成高分子水凝膠3.天然和合成高分子雜化水凝膠

根據(jù)水凝膠大小形狀的不同分類：

1.宏觀凝膠

2.微觀凝膠柱狀球狀膜狀纖維狀多孔海綿狀微米級(jí)納米級(jí)水凝膠的結(jié)構(gòu)水凝膠一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)親水基團(tuán)如羧基、酰胺基、羥基等疏水基團(tuán)如烷基等輕度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈無(wú)定形的結(jié)構(gòu)水凝膠中的水作用：溶脹劑

控制所有載物或者營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)入凝膠名稱結(jié)合方式與物質(zhì)結(jié)合水以氫鍵的形式與親水基團(tuán)結(jié)合界面水（或第二結(jié)合水）以范德華力與疏水基團(tuán)結(jié)合起來(lái)游離水在滲透壓作用下分布于聚合物鏈間網(wǎng)絡(luò)中影響水凝膠吸水量主要因素:大分子鏈中極性基團(tuán)數(shù)量

在生物相容性方面，水凝膠具有良好的生物相容性主要原因是聚合物網(wǎng)絡(luò)中吸收的大量水分子并且較大程度上被交鏈的大分子鏈，使材料具備了一種流體性質(zhì)表面活性劑SolutionPropertiesKrafftpoint;cloudpoint;cmTI.AbovetheKrafftpoint,thesolubilityissharplyincreasesduetotheformationofmicelles.II.Somesurfactants(e.g.poly(ethylene)-poly(ethylene-oxide)=PE?PEO=CmEn)-basedsurfactants)dehydrateandphaseseparateupontemperatureelevation(“cloudpoint”).