溶膠與凝膠的基本物理化學特性-資料下載頁
2025-01-16 07:43本頁面
【正文】 脹流體的流變曲線也通過原點，但與假塑體相反，其流變曲線為一凸向切力軸的曲線。 (5)觸變流型 流變型屬于塑性體的體系，大多有一種特點，即所謂之 觸變性 (thixotropy)。 ? 搖動（觸變作用） 凝膠 溶膠（等溫） 靜置（膠凝作用） 由于在外力作用下體系的粘度減小，流動性變大，因此這個現(xiàn)象習慣上也稱為切稀。 凝膠的基本物理化學特性 ? （離漿特性） ? 大分子溶液或溶膠膠凝后，凝膠的性質并沒有全部被固定下來。隨著時間的延續(xù)，凝膠的性質仍在繼續(xù)變化的現(xiàn)象通常稱為 老化 (aging)。 ? 凝膠老化的表現(xiàn)形式之一是離漿，也叫脫水收縮。水凝膠的離漿作用是自發(fā)的過程，其離漿速度是粒子間距離的函數(shù)， 因此也是濃度的函數(shù)。隨著濃度的增高、粒子簡距離的縮短，離漿速度電增大。 凝膠的老化特性 )(dtdV m a x VVKU ??＝離漿dtdl＝離漿U? 從原則上說， 離漿速度 可表示為： 式中， l為粒子間的距離； t為時間。在實際應用時通常采用單位時間內分離出來的液體量來度量離漿速度，并采用以下方程式 凝膠的老化特性 持續(xù)時間/h 分離出的液體量/ml 3 12 24 48 72 － 表 25 天竺葵凝膠的離漿速度 VVVtK ?m a xm a xln1＝ ? 凝膠的膨脹 (亦稱溶脹， swelling)作用 ，是指凝膠在液體或蒸氣中吸收這些液體或蒸氣時，使自身質量、體積增加的作用。 (1) 膨脹度 膨脹度 (degree of swelling)是指一定條件下，單位質量或單位體積凝膠所能吸收液體的極限量，其定義式為 112mmm＝S112VVV＝S或 S為膨脹度； ml、 m2分別為膨脹前和膨脹后凝膠的質量。 V V2分別為膨脹前后凝膠的體積。 (2)膨脹速度 ? 膨脹速度符合一級反應的動力學方程式 ）－（＝ 膨 SS m a xKdtdS膨脹度 吸收液體的最大量 膨脹速度常數(shù) 對上式積分得 ）－（＝膨 SSSlnt1m a xm a xKm a xm a x l g KSSlg ＋））＝（－（ 膨膨脹速度 膨脹時間/min S/ml K膨 5 10 15 20 25 ∞ － ? 以 lg(Smax— S)為縱坐標，以 t為橫坐標作圖，應得一直線，由直線之斜率可以求得 K膨，由直線截距可以求得 Smax。 表 26 明膠在水中的膨脹數(shù)據(jù) (3)膨脹機理 ? 第一階段 —— 形成溶劑化層。 ? 特征 ： 液體的蒸氣壓很低 、體積收縮 、熱效應 、溶劑熵值降低 ? 第二階段 —— 液體的滲透和吸收。 ? 特征 : 沒有明顯的熱效應和體積收縮 、存在膨脹壓 (4)影響膨脹因素 ? 1)溫度 溫度升高，膨脹速度加快。 ? 2)介質的 pH值 介質酸度或堿度增大時，膨脹度亦隨之增大，經(jīng)最大值后又下降。 ? 3)鹽類 SCNIBrNO3ClO3 Cl CH3COO檸檬酸根 酒石酸根 SO42 ? 4)其他 凝膠的老化程度、交聯(lián)度等對凝 膠的膨脹也有影響。 ? 非彈性凝膠的吸附 ? 硅膠是典型的非彈性凝膠，廣泛用作干燥劑、吸附劑或催化劑載體。此種凝膠無論是吸附蒸氣還是自溶液中吸附時，其本身體積基本不變，亦即無明顯的膨脹作用 。 ? 彈性凝膠的吸附 ? 明膠、生膠、纖維素以及用蘇打煮過的棉花等在水蒸氣中都發(fā)生吸附。其吸附等溫線的特點是，在整個相對水蒸氣壓力 (p/p0)范圍內基本上都有弱的 滯后現(xiàn)象 。 習 題 ? 擴散 布朗運動 沉降 光散射 電泳 膠團結構 凝膠的觸變性 凝膠的吸附特性 電滲 2. Einstein第一擴散公式如下： rNRTDA ??61.?在制備硅溶膠時，發(fā)現(xiàn)在 25℃ 下，膠體的粘度為 5 102泊，膠粒的平均粒度為 200nm，在 40℃ 下，膠體的粘度為3 102泊，試計算 40℃ 下膠粒的平均粒度大??？ 2. 簡述溶膠的運動性質。 3. 什么是丁達爾效應？溶膠為什么會有丁達爾效應 ? 4. 根據(jù) Rayleigh散射定律，影響散射光強度的因素有哪些？ 習 題 ? 5. 溶膠的顏色與哪些因素有關？ ? 6. 膠體質點表面電荷的來源有哪些？ ? 7. 簡述溶膠體雙電層結構模型。 ? 8. 簡述溶膠的熱力學穩(wěn)定性和動力學穩(wěn)定性。 ? 9. 對于穩(wěn)定的溶膠體系，膠粒間的相互作用力有哪些？ ? 10. 簡述膠體的空間穩(wěn)定理論和影響空間穩(wěn)定性的因素。 ? 11. 按流變曲線的類型，可將流體分成哪幾種？各有什么特點？ ? 12. 什么是凝膠的老化特性？ ? 13. 什么是凝膠的膨脹特性 ? 影響膨脹因素有哪些？
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