1、1第一节第一节 凝胶的基本特征凝胶的基本特征1 什么是凝胶 我们知道，明胶溶液遇冷后变成；钻井用的原来流动性很好，但静置后逐渐，以致失去流动性而成；豆浆是流体，加卤水(电解质)后变成可以任意切割的豆腐，水玻璃是，加适量的酸后即胶凝成。 2纵观以上四例，体系虽然迥异，但却有着共同之处：外界条件(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。（） 凝胶指的是胶体质点或高聚物分子相互，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。345凝胶的特色凝胶的特色 凝胶不同于沉淀：凝胶不同于沉淀： 沉淀是分
2、散相粒子从分散介质中沉降出来，明显存在着固液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，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。有多孔结构的凝胶的孔洞之中。6 凝胶不同于浆糊（凝胶不同于浆糊（糨糊糨糊）：）：它是高浓度、失去了流动性的悬浮体，称为它是高浓度、失去了流动性的悬浮体，称为假凝胶。假凝胶。 商品浆糊的成分：商品浆糊的成分： 面粉面粉100、清水、清水100、浓硫酸、浓硫酸2、甘油、甘油1-5、水杨酸、水杨酸3、洒精少、洒精少许许 先交浓硫酸徐徐注入清水中，使之变成稀硫
3、酸，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，指揉破，使成薄糊状， 再放在炉火上慢慢加热，再放在炉火上慢慢加热， 不断搅拌到渐成透明的液体时，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。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？悬浮体的特点是什么？78 凝胶不同于固体：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，的强度、
4、弹性和屈服值， 但是，从内部结构看，凝胶与固体不一样，但是，从内部结构看，凝胶与固体不一样， 凝胶是由固液（或气）两相组成，属于胶体，凝胶是由固液（或气）两相组成，属于胶体， 但具有液体的某些性质。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，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：说明： 在新形成的水凝胶中，在新形成的水凝胶中，不仅分散相是连续相（搭成了三维网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。状结构），分散介质也是连续相。9 凝胶不同于溶胶凝胶不同于溶胶 溶胶：分散相以胶体粒子大小于介质中；溶胶：分散相以胶体粒子大小
5、于介质中； 具有流动性，无固定形状；具有流动性，无固定形状； 分散介质为连续相，分散相不连续；分散介质为连续相，分散相不连续； 凝胶：胶体凝胶：胶体大小的分散相粒子间相互连接形成空间三维网架；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；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；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；分散相和分散介质均为连续相； 凝胶的普遍存在凝胶的普遍存在 工业中的橡胶、硅铝催化剂和离子交换剂；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、木材、动物的肌肉、毛发、细日常生活中的棉花纤维、
6、豆腐、木材、动物的肌肉、毛发、细胞膜胞膜都是凝胶。都是凝胶。10凝胶是个总的名称。根据，凝胶可以分为以下2类：11 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12 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，故凝胶吸收或释出液体时自身自身体积变化很小体积变化很小，属于。通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能
7、润湿，均能被其吸收，即。2.刚性凝胶13 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。本节重点讨论胶凝过程如硅胶、明胶、阿拉伯胶等如豆腐等14（1）降低被分散物质在溶剂中的溶解度，以便分散相的析出；（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二：15 是形成凝胶的关键，是形成凝胶的关键， 如果不能有效控制，即
8、使溶解度降低而产如果不能有效控制，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。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。16 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改变温度 也有的溶液或溶胶在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5060时发生胶凝，蛋白质溶液受热后胶凝等。1718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。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。利用X射线
9、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。19用分散相溶解度较小的溶剂替换溶液或溶胶中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，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20 在植物体中的多糖物质果胶水溶液中在植物体中的多糖物质果胶水溶液中加入酒精，可形成凝胶加入酒精，可形成凝胶；（果冻）（果冻） Ca(Ac)Ca(Ac)2 2的饱和溶液加入酒精中，形成凝胶的饱和溶液加入酒精中，形成凝胶, , 高级脂肪酸钠盐与乙醇
10、混合可制得固体酒高级脂肪酸钠盐与乙醇混合可制得固体酒精精* * *作为沉淀剂的酒精的用量要合适；作为沉淀剂的酒精的用量要合适； 要注意快速混合，使体系均匀；要注意快速混合，使体系均匀；21固体酒精的制作 近年来家庭或餐馆利用火锅用餐近年来家庭或餐馆利用火锅用餐, ,野外作业和旅游野餐者野外作业和旅游野餐者, , 常使用固体酒精作燃料常使用固体酒精作燃料. .它是一种理想的方便燃料它是一种理想的方便燃料. . 固体酒精是将工业酒精固体酒精是将工业酒精( (乙醇乙醇) )中加入凝固剂使之成为胶冻状中加入凝固剂使之成为胶冻状. . 使用时用一根火柴即可点燃使用时用一根火柴即可点燃, , 燃烧时无烟尘
11、燃烧时无烟尘, ,无毒无毒, ,无异味无异味, ,火焰温度均匀火焰温度均匀, , 可达可达600 600 左右左右. . 每每250 g250 g可以燃烧可以燃烧1.51.5小时以上小时以上. . 比使用电炉比使用电炉, ,酒精炉都节省酒精炉都节省, ,方便方便, ,安全安全. .22固体酒精的制作 实验原理：硬脂酸与氢氧化钠混合后将发生反应： C17H35COOH + NaOH C17 H35 COONa + H2O 反应生成的硬脂酸钠是一个长碳链的极性分子， 室温下在酒精中不易溶。 在较高的温度下，可以均匀地分散在液体酒精中， 而冷却后则形成凝胶体系， 使酒精分子被束缚于相互连接的大分子之
12、间，呈不流动状态 我们说酒精凝固了，形成了固体状态的酒精。我们说酒精凝固了，形成了固体状态的酒精。23固体酒精的制作 改进后的方法 在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000mL三口烧瓶中 加入14.5g(约0.051mol)硬脂,4.0g石蜡,300mL酒精, 在水浴上加热至70,并保温至固体全部溶解。 将2.5g(约0.062mol)氢氧化钠和10g水进入100mL烧杯中,搅拌, 全部溶解后再加入200mL酒精,搅匀, 将液体在一分钟内从冷凝管上端加进烧瓶中(要始终让酒精沸腾) 在水浴上加热,搅拌数分钟后加入0.2g硝酸铜, 再回流15min,使反应完全, 移去水浴,趁热倒进模具, 冷却后
13、密封即得到成品。 243加电解质高分子溶液中加入大量电解质(盐)可以引起胶凝，这与盐析作用有关，引起胶凝的主要是电解质中的。亲水性较大以及粒子形状不对称的溶胶，亲水性较大以及粒子形状不对称的溶胶，加入适量的电解质可形成凝胶。加入适量的电解质可形成凝胶。25电解质浓度较大(例如05moldm-3)时，各种负离子对胶凝过程影响的能力可用表示：这个次序与这些离子的水化能力次序大致相同，这说明水化能力强的负离子对高分子链的有序化产生的影响大。通常以C1为界，对大多数体系，Cl-以前的负离子可以加速体系的胶凝过程；26 事实上，胶凝可看作胶体聚沉过程中的一个特殊阶段。与聚沉不同的是，胶凝时胶粒相互联结成
14、网状，不再能自由流动，因此失去了胶体的聚结稳定性。但是相互联结的胶粒联成的网络结构使胶粒并不沉降，所以体系尚未失去动力稳定性，不会生成沉淀。现以电解质KCl加到Fe(OH)3：溶胶中的变化过程为例，说明的关系。27见教材加入KCl（22mM）加入KCl（8mM）老化聚沉28 化学反应化学反应: : 1.能使分子链相互联接的化学反应称为交联反应。进行交联反应是使高分子溶液或溶胶产生胶凝的主要手段。 凝胶渗透色谱中常用的有机聚苯乙烯凝胶，凝胶渗透色谱中常用的有机聚苯乙烯凝胶，也是通过苯乙烯与交联剂二乙烯苯在适当条也是通过苯乙烯与交联剂二乙烯苯在适当条件下经聚合反应制得件下经聚合反应制得 血液凝结是
15、血纤维蛋白质在酶的作用下发生血液凝结是血纤维蛋白质在酶的作用下发生的形成凝胶的过程的形成凝胶的过程；（血小板）；（血小板）29 2.2.利用化学反应生成不溶物，利用化学反应生成不溶物， 如果条件合适也可以形成凝胶。如果条件合适也可以形成凝胶。 化学反应生成不溶物，形成凝胶的条件是：化学反应生成不溶物，形成凝胶的条件是： A.A.产生不溶物的同时生成大量小晶粒；产生不溶物的同时生成大量小晶粒； B.B.晶粒的形状最好不对称，利于搭成骨架；晶粒的形状最好不对称，利于搭成骨架； 例例如如： MnSOMnSO4 4与与Ba(SCN)Ba(SCN)2 2作用作用 二者浓度很稀时二者浓度很稀时： 相混相混
16、合合可得几十纳米的可得几十纳米的BaSOBaSO4 4溶胶；溶胶； 二者二者浓度中等时浓度中等时： 相混相混合合析出析出BaSOBaSO4 4沉淀；沉淀； 二者为饱和溶液时二者为饱和溶液时：相混相混合合可得可得BaSOBaSO4 4凝胶；凝胶；30 硅酸凝胶、硅铝凝胶均是由化学反应生成硅酸凝胶、硅铝凝胶均是由化学反应生成 ; 在煮沸的在煮沸的FeCl3溶液中加入溶液中加入NH3H2O溶液溶液,可以制备可以制备Fe(OH)3凝胶；凝胶；31 凝胶具有三维的网状结构。视质点形状和性质不同，所形成的网状结构有如图32所示的4种类型：32 A球形质点相互联结球形质点相互联结,由质点联成的链排成三维网架
17、由质点联成的链排成三维网架 如如TiO2、SiO2凝胶。凝胶。33 B棒状或片状质点搭成网架棒状或片状质点搭成网架, 如如V2O5凝胶凝胶,白土凝胶。白土凝胶。34 C线形大分子构成凝胶线形大分子构成凝胶,骨架中一部分分子链有序排列骨架中一部分分子链有序排列,构成微晶区。构成微晶区。 如明胶、棉花纤维。如明胶、棉花纤维。35 D线形大分子因化学交联而形成凝胶线形大分子因化学交联而形成凝胶, 如硫化橡胶。如硫化橡胶。363738394041424344454647亲水凝胶亲水凝胶-眼膜贴眼膜贴48凝胶类排毒面膜凝胶类排毒面膜莎力斯莎力斯 Cellex-C 眼部收紧凝胶眼部收紧凝胶49由此可见，不
18、同凝胶结构间的区别主要表现在的特殊方式等3个方面。50 质点形状的影响质点形状的影响 质点形状对形成凝胶所需要的最低浓度值有明显质点形状对形成凝胶所需要的最低浓度值有明显的影响。的影响。 质点形状越是不对称，所需浓度越低质点形状越是不对称，所需浓度越低。 明胶形成凝胶的最低浓度为明胶形成凝胶的最低浓度为0.7-0.9%;0.7-0.9%; V V2 2O O5 5形成凝胶的最低浓度为形成凝胶的最低浓度为0.2%;0.2%; 质点的柔性与刚性质点的柔性与刚性 柔性大分子通常形成弹性凝胶；柔性大分子通常形成弹性凝胶； 刚性质点形成非弹性凝胶；刚性质点形成非弹性凝胶；51 网状结构中质点联结的性质对
19、凝胶的性质网状结构中质点联结的性质对凝胶的性质 有重要的影响有重要的影响 靠质点间的范德华力形成结构靠质点间的范德华力形成结构 此类结构不稳定，往往具有触变性，此类结构不稳定，往往具有触变性， 在外力作用下遭到破坏，静止后又可复原，在外力作用下遭到破坏，静止后又可复原， Fe(OH)3 、 Al(OH)3、白土凝胶属于这种结构。白土凝胶属于这种结构。线形大分子靠范德华力形成的凝胶也属于此类型线形大分子靠范德华力形成的凝胶也属于此类型， 如未硫化的天然橡胶、未交联的聚苯乙烯，如未硫化的天然橡胶、未交联的聚苯乙烯， 这类凝胶吸收液体膨胀时，这类凝胶吸收液体膨胀时， 因质点间联结力很弱，最后转变为溶
20、胶，因质点间联结力很弱，最后转变为溶胶， 凝胶结构遭到破坏。凝胶结构遭到破坏。52 属于此类的主要是属于此类的主要是蛋白质凝胶蛋白质凝胶。如。如明胶明胶 这类凝胶的结构这类凝胶的结构比靠范德华力形成的凝胶稳定比靠范德华力形成的凝胶稳定。 此类凝胶在水凝胶状态下所含的液体量较大，此类凝胶在水凝胶状态下所含的液体量较大，有一定的弹性，有一定的弹性， 因为是因为是靠氢键形成内部结构，分子链可以部分平靠氢键形成内部结构，分子链可以部分平行排列，形成局部有序行排列，形成局部有序， 所以结构较牢。所以结构较牢。53 若形成网状结构的单元是若形成网状结构的单元是刚性质点刚性质点， 凝胶凝胶( (干胶干胶)
21、)即使吸收液体，即使吸收液体，也没有任何膨胀作用也没有任何膨胀作用。 若形成网状结构的单元是线形大分子，若形成网状结构的单元是线形大分子， 则形成的凝胶吸收液体后只能发生有限的膨胀，则形成的凝胶吸收液体后只能发生有限的膨胀， 即使加热也不会变成无限膨胀。即使加热也不会变成无限膨胀。 如：硫化橡胶、有化学交联的聚苯乙烯。如：硫化橡胶、有化学交联的聚苯乙烯。54第四节、胶凝作用及其影响因素第四节、胶凝作用及其影响因素 一定浓度的溶胶或者大分子化合物溶液一定浓度的溶胶或者大分子化合物溶液 在放置过程中自动生成凝胶的过程称为在放置过程中自动生成凝胶的过程称为胶凝胶凝 gelatination55茶树洁
22、面凝胶茶树洁面凝胶 欧树蜂蜜洁面欧树蜂蜜洁面凝胶凝胶 56胶凝化时间仪胶凝化时间仪 57 1、溶胶、溶胶凝胶转变时的现象凝胶转变时的现象 转变温度转变温度 大分子溶液与其凝胶之间大分子溶液与其凝胶之间可以相互可以相互转变转变， 此种转变此种转变为可逆过程。为可逆过程。 大分子溶液转变为凝胶时，无恒定的温度，大分子溶液转变为凝胶时，无恒定的温度， 并且并且 溶液转变为凝胶的温度与凝胶的液化温度不一致溶液转变为凝胶的温度与凝胶的液化温度不一致5859 主要的原因是：主要的原因是： 大分子凝胶中存在着不同范围的微晶区，大分子凝胶中存在着不同范围的微晶区， 晶区的晶区的“熔点熔点”与其有序程度及范围大
23、小有关与其有序程度及范围大小有关, , 微晶区越大，微晶区越大，“熔点熔点”越高。越高。 洋菜溶液冷却到洋菜溶液冷却到3535变成凝胶时，变成凝胶时， 凝胶中的有序化进程并没有停止，凝胶中的有序化进程并没有停止， 晶区仍然在不断扩大，晶区仍然在不断扩大， 因而使因而使“熔点熔点”升高。升高。 热效应热效应 一般溶胶胶凝时一般溶胶胶凝时, ,热效应极小热效应极小, ,几乎测不出来；几乎测不出来； 大分子溶液胶凝时常常放热，大分子溶液胶凝时常常放热， 此热可以视为结晶作用的潜热。此热可以视为结晶作用的潜热。60 光学效应光学效应 溶胶转变为凝胶时，溶胶转变为凝胶时，TyndallTyndall效应
24、增强，效应增强， 原因是：质点增大、水化作用减弱。原因是：质点增大、水化作用减弱。 流动性质流动性质 溶胶转变为凝胶以后，失去了流动性，溶胶转变为凝胶以后，失去了流动性， 获得了弹性、屈服值，获得了弹性、屈服值， 弹性随时间而不断增加，粒子间相互联结不断强化弹性随时间而不断增加，粒子间相互联结不断强化. . 电导电导 溶胶胶凝后，体系的电导无明显变化，溶胶胶凝后，体系的电导无明显变化， 说明凝胶中离子的迁移率未受到阻碍。说明凝胶中离子的迁移率未受到阻碍。 凝胶中存在连通的毛细管空间系统，凝胶中存在连通的毛细管空间系统， 其中充满分散介质，其中充满分散介质， 使得低分子物质在凝胶中的扩散速度与在
25、纯溶剂中的一样。使得低分子物质在凝胶中的扩散速度与在纯溶剂中的一样。612、影响胶凝作用的因素、影响胶凝作用的因素 以二种代表性凝胶为例来说明：以二种代表性凝胶为例来说明： 一种是大分子凝胶，洋菜、明胶；一种是大分子凝胶，洋菜、明胶； 一种是无机凝胶，硅胶；一种是无机凝胶，硅胶； 洋菜，学名豆瓣菜，亦称水蔊草、西洋菜。洋菜，学名豆瓣菜，亦称水蔊草、西洋菜。 十字花科。多年生草本植物。茎节易发根。奇数羽状复叶，十字花科。多年生草本植物。茎节易发根。奇数羽状复叶，小叶卵圆形，浓绿色，有辛香味。总状花序，花小、白色。小叶卵圆形，浓绿色，有辛香味。总状花序，花小、白色。长角果。种子很小，褐色。长角果。
26、种子很小，褐色。 生于溪流浅滩，以种子或茎扦插繁殖。生于溪流浅滩，以种子或茎扦插繁殖。 种子可榨油供工业用。鲜茎叶可做蔬菜。种子可榨油供工业用。鲜茎叶可做蔬菜。 62琼脂琼脂,学名琼胶学名琼胶,英文名英文名agar,又名又名洋菜洋菜、冻冻粉、燕粉、燕菜菜精、精、洋洋粉、寒天粉、寒天 6364洋菜、寒天、琼脂等都是常见的海藻制备物；寒天是日本名字洋菜、寒天、琼脂等都是常见的海藻制备物；寒天是日本名字概括来讲，海藻有红藻类、褐藻类、蓝藻类等等。概括来讲，海藻有红藻类、褐藻类、蓝藻类等等。海藻有很多的复杂多糖成份，成胶质状态，所以，从很多海藻海藻有很多的复杂多糖成份，成胶质状态，所以，从很多海藻都能
27、够制备出多糖为主的胶质，概括的叫做都能够制备出多糖为主的胶质，概括的叫做“海藻胶海藻胶”。 其中，其中，褐藻类，有我们常见的海带、裙菜等等，制备的称为褐藻胶；褐藻类，有我们常见的海带、裙菜等等，制备的称为褐藻胶；红藻类，有石花菜，鹿角菜、麒麟菜、龙须菜、角叉菜等等，红藻类，有石花菜，鹿角菜、麒麟菜、龙须菜、角叉菜等等，可以制备的海藻胶有卡拉胶（可以制备的海藻胶有卡拉胶（carrageenan）与琼脂（）与琼脂（Agar）。）。琼脂也被称为洋菜胶或者洋菜。琼脂也被称为洋菜胶或者洋菜。656667686970食用明胶食用明胶71食用明胶的溶解食用明胶的溶解72食用明胶制成的胶囊食用明胶制成的胶囊7
28、3食用明胶制成的胶囊食用明胶制成的胶囊74食用明胶制成的果冻食用明胶制成的果冻75皮冻皮冻7677 溶液浓度溶液浓度 胶凝过程可以看作是质点之间的吸引，胶凝过程可以看作是质点之间的吸引， 浓度大，质点间距离近，胶凝速度快浓度大，质点间距离近，胶凝速度快. 明胶浓度浓度低于明胶浓度浓度低于0.7-0.9%,不形成凝胶，不形成凝胶， 称为明胶的最低胶凝浓度。称为明胶的最低胶凝浓度。 洋菜的最低胶凝浓度为洋菜的最低胶凝浓度为0.2%； V2O5的最低胶凝浓度为的最低胶凝浓度为0.005%；为什么？为什么？ 影响明胶溶液胶凝的因素有三方面影响明胶溶液胶凝的因素有三方面 温度的影响温度的影响温度升高，分
29、子热运动加剧，温度升高，分子热运动加剧，不利于形成结构，使胶凝速度减慢。不利于形成结构，使胶凝速度减慢。但是但是,有些分散相的溶解度随温度升高而降低有些分散相的溶解度随温度升高而降低其胶凝速度随温度升高而加快。其胶凝速度随温度升高而加快。78 电解质的影响电解质的影响 盐类对明胶的影响主要来自于阴离子。盐类对明胶的影响主要来自于阴离子。 感胶离子序：感胶离子序： SO42C4H4O62-Ac-Cl-NO3-ClO3-Br-I-SCN- Cl-离子以前的诸离子加速胶凝；离子以前的诸离子加速胶凝； 从从Cl-离子开始的各个离子减慢胶凝；离子开始的各个离子减慢胶凝； I和和SCN则阻止胶凝。则阻止胶
30、凝。 综合起来，综合起来，盐类对明胶的影响如下：盐类对明胶的影响如下： 浓度较稀时，与聚沉作用有关；浓度较稀时，与聚沉作用有关； 浓度相当高时浓度相当高时, 与盐析作用有关与盐析作用有关(I、SCN除外除外)79 在一定温度和在一定温度和pH值下，硅溶胶中值下，硅溶胶中 SiO2浓度大，胶凝快；浓度大，胶凝快； 浓度小，胶凝慢；浓度小，胶凝慢； 浓度小于浓度小于1%时，难以胶凝。时，难以胶凝。 *一般买到的浓硅溶胶为一般买到的浓硅溶胶为30%左右。左右。 影响硅溶胶胶凝的因素有影响硅溶胶胶凝的因素有5个个8081硅溶胶涂料流变曲线硅溶胶涂料流变曲线 82 温度温度 酸性硅溶胶，随温度的升高，胶
31、凝速度加快；酸性硅溶胶，随温度的升高，胶凝速度加快； 碱性硅溶胶，随温度的升高，胶凝速度减慢；碱性硅溶胶，随温度的升高，胶凝速度减慢； 原因是什么？原因是什么？ 能够溶解氧化硅的介质有哪些？能够溶解氧化硅的介质有哪些？ 电解质电解质 电解质浓度稀，加电解质促进稳定；浓度高则促进胶凝。电解质浓度稀，加电解质促进稳定；浓度高则促进胶凝。用水玻璃和酸反应制得的硅溶胶中含有大量电解质用水玻璃和酸反应制得的硅溶胶中含有大量电解质,电解质的存在对溶胶的稳定不利，极易形成凝胶；电解质的存在对溶胶的稳定不利，极易形成凝胶；因此，制备硅溶胶时必须除盐。因此，制备硅溶胶时必须除盐。稀的硅溶胶中外加的碱金属盐类只有
32、很大时才能胶凝。稀的硅溶胶中外加的碱金属盐类只有很大时才能胶凝。83 水溶性有机物水溶性有机物 水溶性有机物如醇、醛、酮、脲，水溶性有机物如醇、醛、酮、脲， 在不同的在不同的pHpH值时，对硅溶胶胶凝的影响不同。值时，对硅溶胶胶凝的影响不同。 酸性介质中，酸性介质中，水溶性有机物减慢胶凝；水溶性有机物减慢胶凝； ( (外加物以氢键作用吸附于胶粒上，起保护作用外加物以氢键作用吸附于胶粒上，起保护作用) ) 碱性介质中，碱性介质中，加快胶凝；加快胶凝； (SiO(SiO2 2胶粒带负电，外加物降低介质的介电常数，减弱电性胶粒带负电，外加物降低介质的介电常数，减弱电性) ) 中性介质中，中性介质中，影响很小；影响很小； 水溶性有机物分子量越大，影响能力越强。水溶性有机物分子量越大，影响能力越强。84 pH pH值值: 对溶胶胶凝时间的影响最大。对溶胶胶凝时间的影响最大。 pH值在值在7附近时溶胶的胶凝速度最快，时间最短；附近时溶胶的胶凝速度最快，时间最短； 在酸性或碱性范围内的胶凝时间相对较长；在酸性或碱性范围内的胶凝时间相对较长； 主要原因是主要原因是 酸性或碱性范围内硅酸根物种带电，酸性或碱性范围内硅酸根物种带电， 以硅酸根离子形式存在时，同带负电，稳定；以硅酸根离子形式存在时，同带负电，稳定； 生成硅酸后，不带电，易于胶凝。生成硅酸后，不带电，易于胶凝。85
