溶膠與凝膠的基本物理化學(xué)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(diǎn)，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(diǎn)，即所謂之 觸變性 (thixotropy)。 ? 搖動(dòng)（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(dòng)性變大，因此這個(gè)現(xiàn)象習(xí)慣上也稱為切稀。 凝膠的基本物理化學(xué)特性 ? （離漿特性） ? 大分子溶液或溶膠膠凝后，凝膠的性質(zhì)并沒有全部被固定下來。隨著時(shí)間的延續(xù)，凝膠的性質(zhì)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(jiǎn)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(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常采用單位時(shí)間內(nèi)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(shí)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(shí)，使自身質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)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(duì)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(shí)間/min S/ml K膨 5 10 15 20 25 ∞ － ? 以 lg(Smax— S)為縱坐標(biāo)，以 t為橫坐標(biāo)作圖，應(yīng)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(jī)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(yīng) 、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(yīng)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(zhì)的 pH值 介質(zhì)酸度或堿度增大時(shí)，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(duì)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(shí)，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(diǎn)是，在整個(gè)相對(duì)水蒸氣壓力 (p/p0)范圍內(nèi)基本上都有弱的 滯后現(xiàn)象 。 習(xí) 題 ? 擴(kuò)散 布朗運(yùn)動(dòng) 沉降 光散射 電泳 膠團(tuán)結(jié)構(gòu) 凝膠的觸變性 凝膠的吸附特性 電滲 2. Einstein第一擴(kuò)散公式如下： rNRTDA ??61.?在制備硅溶膠時(shí)，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(jì)算 40℃ 下膠粒的平均粒度大??？ 2. 簡(jiǎn)述溶膠的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 3. 什么是丁達(dá)爾效應(yīng)？溶膠為什么會(huì)有丁達(dá)爾效應(yīng) ? 4. 根據(jù) Rayleigh散射定律，影響散射光強(qiáng)度的因素有哪些？ 習(xí) 題 ? 5. 溶膠的顏色與哪些因素有關(guān)？ ? 6. 膠體質(zhì)點(diǎn)表面電荷的來源有哪些？ ? 7. 簡(jiǎn)述溶膠體雙電層結(jié)構(gòu)模型。 ? 8. 簡(jiǎn)述溶膠的熱力學(xué)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性。 ? 9. 對(duì)于穩(wěn)定的溶膠體系，膠粒間的相互作用力有哪些？ ? 10. 簡(jiǎn)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(diǎn)？ ? 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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