最新凝胶的基本特征复习课程.ppt

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1、纵观以上四例，体系虽然迥异，但却有着共同之处：外界条件(如温度、外力、电解质或化学反应)的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。（又称冻胶）凝胶指的是胶体质点或高聚物分子相互联结，搭起架子所形成的空间网状结构，在这个网状结构的孔隙中填满了液体(分散介质)。由此可见，凝胶是胶体的一种存在形式，物质的凝胶状态相当普遍。234凝胶的特色①凝胶不同于沉淀：沉淀是分散相粒子从分散介质中沉降出来，明显存在着固－液两相，凝胶中却带有大量乃至全部分散介质，它们被机械地包藏于具有多孔结构的凝胶的孔洞之中。5②凝胶不

2、同于浆糊（糨糊）：它是高浓度、失去了流动性的悬浮体，称为假凝胶。商品浆糊的成分：面粉100、清水100、浓硫酸2、甘油1-5、水杨酸3、洒精少许先交浓硫酸徐徐注入清水中，使之变成稀硫酸，再将面粉徐徐加入，以竹棍搅拌至溶解均匀，如有小块即以指揉破，使成薄糊状，再放在炉火上慢慢加热，不断搅拌到渐成透明的液体时，再加甘油和以酒清溶解了的水杨酸，冷却后即可。悬浮体的特点是什么？67③凝胶不同于固体：凝胶有一定的几何外形，显示出固体的力学性质，具有一定的强度、弹性和屈服值，但是，从内部结构看，凝胶与固体不一样，凝胶是由固－液（

3、或气）两相组成，属于胶体，但具有液体的某些性质。如：离子在水凝胶中的扩散速度接近于在水中的扩散速度，说明：↓在新形成的水凝胶中，不仅分散相是连续相（搭成了三维网状结构），分散介质也是连续相。8④凝胶不同于溶胶溶胶：分散相以胶体粒子大小于介质中；具有流动性，无固定形状；分散介质为连续相，分散相不连续；凝胶：胶体大小的分散相粒子间相互连接形成空间三维网架；将分散介质包于其中；无流动性，有固定形状，有一定的屈服值；分散相和分散介质均为连续相；凝胶的普遍存在工业中的橡胶、硅铝催化剂和离子交换剂；日常生活中的棉花纤维、豆腐、木

4、材、动物的肌肉、毛发、细胞膜····都是凝胶。9凝胶是个总的名称。根据分散相质点的性质(刚性或柔性)，凝胶可以分为以下2类：二、凝胶的分类10由柔性的线型大分子物质，如明胶(是一种蛋白质)、洋菜(学名琼脂，主要成分是多糖类)等形成的凝胶属于弹性凝胶。这类凝胶的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，故又称为可逆凝胶1弹性凝胶水凝胶干燥脱水11大多数的无机凝胶，如Si02、Ti02、Fe203等凝胶属于此，因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小

5、，故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小，属于非膨胀型。通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。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。2.刚性凝胶12第二节凝胶的形成可以从两种途径形成凝胶（1）干凝胶吸收亲和性液体(溶剂)形成凝胶；（2）溶液或溶胶在适当的条件下分散颗粒相联成网络而形成凝胶，这种过程称为胶凝。本节重点讨论胶凝过程如硅胶、明胶、阿拉伯胶等如豆腐等13（1）降低被分散物质在溶剂中的溶解度，以便分散相

6、的析出；（2）析出的分散颗粒相联成连续的网络结构，而不是聚结成大颗粒沉降下来。只有同时满足以上两个基本条件，溶液或溶胶才会转变成凝胶。对于不同的体系要采用不同的方法来创造形成凝胶的基本条件。由溶液或溶胶转变成凝胶的基本条件有二：14☼②是形成凝胶的关键，如果不能有效控制，即使溶解度降低而产生过饱和，也只是形成沉淀，而不是凝胶。形成凝胶主要方法如下。15利用升、降温来实现胶凝过程是常用的一种方法。例如，琼脂或明胶等在水中受热后可以溶解，其溶液冷却后一方面分散相的溶解度下降，另一方面分散颗粒相互联结而形成凝胶。1．改变温

7、度也有的溶液或溶胶在升温时分散相发生交联而形成凝胶。例如，2％的甲基纤维素水溶液升温至50－60℃时发生胶凝，蛋白质溶液受热后胶凝等。1617许多线型高分子溶液中，溶质的分子链很长且有柔顺性，在溶液中多以卷曲的线团状存在。升温时卷曲的分子舒展开来，在较小的区域内产生有序的排列，形成许多微晶区。利用X射线衍射法可以证实微晶区的存在。随着胶凝的发生，微晶区不断扩大，最后联成网络体系成为凝胶。蛋清蛋白溶液受热时，由球形分子转变成纤维状分子，纤维状分子的有序排列和交联使蛋白质凝固。18用分散相溶解度较小的溶剂替换溶液或溶胶中

8、原有的溶剂可以使体系胶凝。例如，高级脂肪酸钠的水溶液加入乙醇可以使溶液胶凝，固体酒精就是利用这个原理制造的。2．转换溶剂高级脂肪酸钠盐与乙醇混合19在植物体中的多糖物质－－果胶水溶液中加入酒精，可形成凝胶；（果冻）Ca(Ac)2的饱和溶液加入酒精中，形成凝胶,高级脂肪酸钠盐与乙醇混合可制得固体酒精**作为沉淀剂的酒精的用量要合适；要注意快速混合