【正文】 第二章 膠乳的性質(zhì) 杜江華 膠體的性質(zhì) 天然膠乳的組成及化學(xué)結(jié)構(gòu) 內(nèi)容簡(jiǎn)介 第一節(jié) 膠體的性質(zhì) 一． 分散度與表面能 二． 分散體系的幾個(gè)穩(wěn)定性的概念 三． 膠體溶液的概念及一般性質(zhì) 一 分散度和表面能 （一）分散度 定義： 單位體積的物質(zhì)所具有的表面積叫分散度，也叫做比表面。它是物質(zhì)的總表面積與該物質(zhì)總體積的比值。即： 物質(zhì)總表面積（ S） S S。 = = 物質(zhì)的總體積（ V） V 單位：㎝ ˉ1 分散度與粒子大小成 反比關(guān)系，分散度越大，粒子愈細(xì)。粒子數(shù)愈多，表面也相應(yīng)增加。 對(duì) 球狀粒子來(lái)說(shuō)：設(shè)半徑為 r㎝ ,粒子數(shù)為 S 4∏r178。n 3 S。 = = = V 4/3∏ r3n r 對(duì)于立方體來(lái)說(shuō)：設(shè)邊長(zhǎng)為 L㎝ ,粒子數(shù)為 S 6L178。n 6 S。 = = = V L3n L 分散度與粒子大小的關(guān)系 ： 在恒溫恒壓下形成新的表面所做的功為表面能。 F=ζ?А F：表面能（單位為 J） ζ ：比例系數(shù)，也稱比表面能。單位為 J/m178。物理意義是在一定的溫度、壓力和組成下，增加體系單位表面時(shí)，體系表面自由能的增加。 （二）表面能 由 F=ζ?А知 ,在給定的體系中 ζ是一個(gè)常數(shù)。那么表面能（ F）與表面積（ A）成正比關(guān)系，由于一定量的物體，粒子越小，說(shuō)明粒子數(shù)越多，所形成的表面積就越大。所以 A越大，意味著分散度越大，表面能就越大。根據(jù)能量最低原則，體系就越不穩(wěn)定，有自動(dòng)縮小表面積的趨勢(shì)。 表面能與分散度的關(guān)系 表面能與分散度成正比，與粒子大小成反比。分散度大的，說(shuō)明粒子越小 ,形成的新表面越多，表面能就越大。 二、分散體系的幾個(gè)穩(wěn)定性的概念 分散體系保持分散度不變的性質(zhì)。（即保持分散狀，不因重力作用而下沉或上浮，也不相互聚結(jié)） ：一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所組成的體系 分散體系 穩(wěn)定性： 分散體系的幾個(gè)穩(wěn)定性的概念 動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性：分散相保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)不因重力作用而下沉或上浮的性質(zhì)。 動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性：分散相因重力作用而下沉或上浮而不能保持分散狀態(tài)的性質(zhì)。 熱力學(xué)（也稱聚結(jié)）穩(wěn)定性：分散相保持單個(gè)狀態(tài)而不相互聚結(jié)的性質(zhì)。 熱力學(xué)不穩(wěn)定性：分散相互相聚結(jié)，不能保持單個(gè)狀態(tài)的性質(zhì)。 （一）膠體溶液的概念：物質(zhì)粒子在 1100nm范圍內(nèi)，分散在介質(zhì)中而形成的多相且具有一定穩(wěn)定性的體系。稱膠體溶液，簡(jiǎn)稱溶膠。 三個(gè)特征： 1. 高分散度 2. 多相 3. 具有一定的穩(wěn)定性 三． 膠體溶液的概念及一般性質(zhì) （二）性質(zhì) ① 丁道爾現(xiàn)象 產(chǎn)生的原因： 膠體粒子的大小小于入射光的波長(zhǎng)，產(chǎn)生了光散射現(xiàn)象的結(jié)果 . 溶液與膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)的比較 電泳現(xiàn)象：在外加電場(chǎng)的作用下，分散相定向移動(dòng)的現(xiàn)象。 2. 電學(xué)性質(zhì) 天然膠乳的橡膠粒子在外加電場(chǎng)的作用下，可看到膠粒均移向陽(yáng)極，說(shuō)明橡膠粒子帶陰電荷。 電學(xué)性質(zhì)對(duì)溶膠性質(zhì)的影響 : 溶膠的電學(xué)性質(zhì)表明膠粒是帶電的，雖然粒子小，表面能大。由于同電相斥的作用，提高了溶膠的熱力學(xué)穩(wěn)定性。使溶膠具有一定的穩(wěn)定性。 。 3. 動(dòng)力學(xué)性質(zhì) 布朗運(yùn)動(dòng)：在顯微鏡觀察到，膠體粒子是連續(xù)的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種膠體所特有的運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)。 產(chǎn)生的原因：其本質(zhì)還是分子的熱運(yùn)動(dòng)，是由于分散體系中分散相粒子受周圍介質(zhì)分子不斷碰撞的結(jié)果。粒子在撞擊的過(guò)程中，有些時(shí)候合力不等于零，就作永不停息的運(yùn)動(dòng)。 。 因?yàn)閺?qiáng)烈的布朗運(yùn)動(dòng)使膠粒相互碰撞的次數(shù)增多而不易于聚結(jié)，因此有降低熱力學(xué)穩(wěn)定性趨勢(shì)。 但也不是碰撞就會(huì)聚結(jié)，而是有一定條件，即當(dāng)布朗運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能大于膠粒間相互排斥的勢(shì)能時(shí)，膠粒便會(huì)相互聚結(jié)。 布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)膠體性質(zhì)的影響 。 第二節(jié) 天然膠乳的膠體特性 一 )天然膠乳的膠體特性 天然膠乳是組分復(fù)雜的橡膠 —— 水基型分散體系，是疏液膠體吸附親液膠體后形成的一種特殊的膠體體系。 疏液膠體主要是橡膠烴 親液膠體主要是蛋白質(zhì)、類脂物等 固含量為 30％～ 40％，橡膠粒徑平均為 微米。新鮮的天然乳膠含橡膠成分 27％～ ％ (質(zhì)量 )、水 44％～ 70％、蛋白質(zhì) ％～ ％、天然樹脂 2％～ 5％、糖類 ％～ ％、灰分％。 二 ) 天然膠乳的成分 分散介質(zhì) ： 分散介質(zhì)為乳清。大部分是水，還含有蛋白 質(zhì)、脂肪酸、無(wú)機(jī)鹽、糖類等 乳清： 膠乳中，除橡膠粒子以外的其它物質(zhì)的總稱，其中含有蛋白質(zhì)、脂肪酸、無(wú)機(jī)鹽、糖類等 B乳清： 由離心后底層部分凍干后得到的乳清屬黃色體水溶液 C乳清 ：經(jīng)過(guò)高速離心機(jī)所得到的清亮的乳清。 天然膠乳分散相和分散介質(zhì)都不是均一的物質(zhì)。（多相性） 橡膠粒子： 表面吸附蛋白質(zhì)、類脂物等。 非橡膠粒子 ：包含 FW粒子（脂肪、類脂物組成）、黃色體（蛋白質(zhì)、類脂物組成）、纖維狀粒子（蛋白質(zhì)組成） 分散相 ：橡膠粒子和非橡膠粒子。 離心機(jī)離心 天然膠乳和疏液膠體性質(zhì)的比較 項(xiàng)目 疏液 膠體 天然膠乳 粒子 晶核、小液滴、無(wú)定形碎 高分子物形成的膠團(tuán) 作用力 離子鍵、共價(jià)鍵、分子力 范德華引力 與介質(zhì)親和性 沒(méi)有親和性 吸附蛋白質(zhì)后有親和性 相界面 多相、有界面 多相、有界面 自由能 高 高 穩(wěn)定性 熱力學(xué)不穩(wěn)定性 熱力學(xué)不穩(wěn)定性 熱力學(xué)電位 不隨溶膠的 PH變化 隨溶膠的 PH變化 水化膜 較薄 較厚 粘度 小 大（有結(jié)構(gòu)粘度） 濃度 小 大 凝膠含水量