凝胶

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  凝胶(gel),分散系统的一种特殊形式,其中胶体粒子或高聚物分子相互联结,搭起架子形成空间网状结构,液体或气体充满结构的空隙中。其性质介于固体和液体之间。根据分散相质点的性质(刚性柔性),将凝胶分为刚性凝胶和弹性凝胶两大类。多数无机凝胶(如Fe2O3凝胶)属于前者,而高分子凝胶(如橡胶)属于后者。

  由固体(干凝胶)和溶胶出发都能制成凝胶。干胶吸收液体后膨胀即形成弹性凝胶,此法仅限于高聚物。由溶胶(或溶液)在适当条件下转变成凝胶的过程称胶凝作用。胶凝可通过冷却溶液、加入非水溶剂、加电解质及化学反应等手段来实现。弹性凝胶由线性高分子构成,因其分子链有柔性,当吸收与它亲合性很强的液体时,体积就发生膨胀作用。这种膨胀可以是有限的,也可以是无限的。

  凝胶在老化过程中发生特殊的分层现象,称为脱水收缩作用。分层后,其中的一层是浓度比原来大的凝胶,而另一层是稀溶胶或高分子稀溶液。凝胶具有电导和扩散作用,在低浓度凝胶中,电导值及扩散速度与纯液体几乎相同,但两者都随凝胶浓度的增大而减小。凝胶中可以进行化学反应,由于无对流存在,反应生成的不溶物在凝胶中具有周期性分布。另外,凝胶的网状骨架往往对大小不同的分子具有分离作用。