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1、第五节凝胶第五节凝胶本讲稿第一页，共十六页本讲稿第二页，共十六页 形成凝胶的原因是：形成立体网状形成凝胶的原因是：形成立体网状结构结构(图图4-10)，在网状结构中，介质被，在网状结构中，介质被包围在网眼中间，不能自由流动，因包围在网眼中间，不能自由流动，因而形成半固体。由于构成网架的高分而形成半固体。由于构成网架的高分子化合物或线性胶粒仍具有一定的柔子化合物或线性胶粒仍具有一定的柔顺性，所以整个凝胶也具有一定的弹顺性，所以整个凝胶也具有一定的弹性。性。冻胶：液体含量高的凝胶，如血块、冻胶：液体含量高的凝胶，如血块、肉冻；肉冻；干胶：液体含量低的凝胶，如干硅胶、干胶：液体含量低的凝胶，如干硅胶
2、、半透膜等半透膜等本讲稿第三页，共十六页 形成凝胶的条件：首先决定于高形成凝胶的条件：首先决定于高分子或胶粒必须具有线形结构，其分子或胶粒必须具有线形结构，其次与浓度、温度、时间等有关。浓次与浓度、温度、时间等有关。浓度越大，温度越低，放置时间的延度越大，温度越低，放置时间的延长等都能促进凝胶的形成。长等都能促进凝胶的形成。本讲稿第四页，共十六页二、凝胶的几种性质二、凝胶的几种性质（一）弹性（一）弹性弹性凝胶：弹性凝胶：一类凝胶在烘干后体积缩一类凝胶在烘干后体积缩 小很多，但仍保持弹性小很多，但仍保持弹性脆性凝胶：另一类凝胶烘干后体积缩脆性凝胶：另一类凝胶烘干后体积缩 小不多，但失去弹性而具小
3、不多，但失去弹性而具 有脆性。有脆性。本讲稿第五页，共十六页 弹性凝胶保持弹性。肌肉、皮肤、弹性凝胶保持弹性。肌肉、皮肤、血管壁及组成植物细胞壁的纤维素血管壁及组成植物细胞壁的纤维素等，脆性凝胶大多数是无机凝胶，等，脆性凝胶大多数是无机凝胶，它的网状结构坚固，不易伸缩。硅它的网状结构坚固，不易伸缩。硅胶、氢氧化铝等，广泛用作吸附剂。胶、氢氧化铝等，广泛用作吸附剂。本讲稿第六页，共十六页(二二)膨润（溶胀）膨润（溶胀）干燥的弹性凝胶放入适当的溶干燥的弹性凝胶放入适当的溶 剂中，会自动吸收液体而膨胀，剂中，会自动吸收液体而膨胀，这个过程称为膨润或溶胀。脆性这个过程称为膨润或溶胀。脆性凝胶没有这种性
4、质。凝胶没有这种性质。本讲稿第七页，共十六页膨润膨润有限膨润：木材在水中有限膨润：木材在水中无限膨润：牛皮胶在水中无限膨润：牛皮胶在水中 在生理过程中，膨润起相当重要在生理过程中，膨润起相当重要的作用。有机体越年轻，膨润能力的作用。有机体越年轻，膨润能力越强，随着有机体的逐惭衰老，膨越强，随着有机体的逐惭衰老，膨润能力也逐惭减退。润能力也逐惭减退。本讲稿第八页，共十六页(三三)离浆（脱液收缩）离浆（脱液收缩）新制备的凝胶放置一段时间后，新制备的凝胶放置一段时间后，一部分液体可以自动而缓慢地从凝一部分液体可以自动而缓慢地从凝 胶中分离出来，凝胶本身体积缩小，胶中分离出来，凝胶本身体积缩小，成为两
5、相，这种现象称为离浆或胶成为两相，这种现象称为离浆或胶液收缩液收缩(图图4-11)。例如血液放置分离。例如血液放置分离出血清，腺体的分泌，淀粉糊放置出血清，腺体的分泌，淀粉糊放置后分离出液体，都是凝胶的离浆现后分离出液体，都是凝胶的离浆现象。象。本讲稿第九页，共十六页本讲稿第十页，共十六页 离浆的实质是胶凝过程的继续。离浆的实质是胶凝过程的继续。凝胶制品在医药上有广泛的应用，凝胶制品在医药上有广泛的应用，如干硅胶是实验室中带用的干燥剂。如干硅胶是实验室中带用的干燥剂。在生产和科学研究上，电泳和色谱在生产和科学研究上，电泳和色谱法常用凝胶作为支持介质。法常用凝胶作为支持介质。本讲稿第十一页，共十
6、六页 本章小结本章小结 多相多相,高度分散和不稳定性是高度分散和不稳定性是 溶胶的基本特性。溶胶的基本特性。溶胶具有溶胶具有Tyndall效应可与溶效应可与溶 液区分。液区分。本讲稿第十二页，共十六页 电泳：在外电场的作用下，胶粒在电泳：在外电场的作用下，胶粒在 介质中定向移动的现象。介质中定向移动的现象。从电泳方向可以确定胶粒带有什么从电泳方向可以确定胶粒带有什么电荷，电荷，Fe(OH)3胶粒带正电荷。胶粒带正电荷。正溶胶：大多数金属氢氧化物溶胶正溶胶：大多数金属氢氧化物溶胶 向负极迁移向负极迁移,胶粒带正电荷。胶粒带正电荷。负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、负溶胶：大多数金属硫化物、硅胶、金
7、、银等溶胶向正极迁移金、银等溶胶向正极迁移,胶粒带负电荷。胶粒带负电荷。本讲稿第十三页，共十六页 溶胶胶核表面的选择性吸附和胶溶胶胶核表面的选择性吸附和胶核表面分子的解离可使胶核带电。核表面分子的解离可使胶核带电。这是溶胶稳定的主要因素。加入电这是溶胶稳定的主要因素。加入电解质可破坏其稳定因素而聚沉。电解质可破坏其稳定因素而聚沉。电解质中与胶核带相反电荷的离子起解质中与胶核带相反电荷的离子起主要作用。主要作用。本讲稿第十四页，共十六页表面活性剂：能显著降低水的表面张表面活性剂：能显著降低水的表面张 力的物质。力的物质。表面活性剂分子中一般都同时含表面活性剂分子中一般都同时含 有疏水性基团和亲水
8、性基团。有疏水性基团和亲水性基团。常用的乳化剂是一些表面活性物常用的乳化剂是一些表面活性物 质，可使乳浊液得以稳定。乳浊液又质，可使乳浊液得以稳定。乳浊液又 可分为油包水型（可分为油包水型（W/O）和水包油型）和水包油型（O/W）。）。本讲稿第十五页，共十六页 高分子化合物是由单体缩合或聚高分子化合物是由单体缩合或聚合而成，它的相对分子质量是平均合而成，它的相对分子质量是平均值。高分子化合物在形成溶液时先值。高分子化合物在形成溶液时先溶胀，再溶解。高分子化合物对溶溶胀，再溶解。高分子化合物对溶胶有保护作用。多数高分子能在适胶有保护作用。多数高分子能在适当条件下能形成凝胶，凝胶的主要当条件下能形成凝胶，凝胶的主要性质为溶胀和离浆。性质为溶胀和离浆。本讲稿第十六页，共十六页