凝膠的性質(zhì)及其作用課件

凝膠的性質(zhì)及其應(yīng)用凝膠一、凝膠的概念及分類二、凝膠的形成三、凝膠的性質(zhì)四、膠凝作用及其影響因素五、凝膠中的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)六、凝膠的幾種應(yīng)用七、幾種重要的凝膠一、凝膠的概念及分類1.概念：凝膠是膠體體系的一種存在形式，它是由膠體體系中分散相顆粒相互聯(lián)結(jié)，搭成具有三維結(jié)構(gòu)的骨架后形成的，具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體系，膠體體系中原有的分散介質(zhì)（液體）充填在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙之中。2.分類根據(jù)分散相質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)（剛性還是柔性）和形成結(jié)構(gòu)時(shí)質(zhì)點(diǎn)間連接的性質(zhì)（結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度），可分為剛性凝膠與彈性凝膠兩大類。(1)剛性凝膠（不可逆凝膠）分散相顆粒和由它構(gòu)成的骨架都具有剛性的、活動(dòng)性小的凝膠，稱為剛性凝膠(rigidgel)。例如，SiO2、TiO2、V2O5、Fe2O3等無(wú)機(jī)凝膠，大多屬于剛性凝膠。2.凝膠形成的方法(1)改變溫度

2%得甲基纖維素水溶液加熱到50~60℃成凝膠。(2)加入非溶劑

固體酒精是由高級(jí)脂肪酸鈉鹽與乙醇混合制得；Ca(Ac)2的飽和水溶液加入乙醇，可形成凝膠。(3)加入鹽類可看作是溶膠整個(gè)聚沉過(guò)程中得一個(gè)特殊階段。(4)化學(xué)反應(yīng)利用化學(xué)反應(yīng)生成不溶物時(shí)，如果條件合適可形成凝膠。三、凝膠的性質(zhì)1.凝膠的膨脹作用彈性凝膠由線型高分子構(gòu)成，因分子鏈有柔性，故吸收或釋出液體時(shí)很易改變自身的體積，其吸收液體使自身體積增大的現(xiàn)象稱為膨脹作用。2.觸變作用觸變作用實(shí)際上是從有結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)變?yōu)椤盁o(wú)結(jié)構(gòu)”的體系。3.脫水收縮作用凝膠在老化過(guò)程中會(huì)發(fā)生特殊的分層現(xiàn)象，稱為脫水收縮作用或離漿作用。一般來(lái)說(shuō)，彈性凝膠的離漿作用是個(gè)可逆過(guò)程，它是膨脹作用的逆過(guò)程；剛性凝膠的離漿作用是不可逆的。脫水收縮現(xiàn)象的實(shí)際例子很多，如人體衰老時(shí)皮膚的變皺、面制食品的變硬、淀粉漿糊的“干落”等。

4.吸附非彈性凝膠：干膠都具有多孔性的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，因而比表面積較大，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。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等。彈性凝膠：干燥時(shí)由于高分子鏈段收縮，形成緊密堆積，故其干膠幾乎沒(méi)有可測(cè)量的孔道，比表面積較小。吸附能力較非彈性凝膠小。(3)光學(xué)效應(yīng)Tyndall效應(yīng)(光散射)增強(qiáng)(4)流動(dòng)性質(zhì)失去流動(dòng)性，獲得了彈性。(5)電導(dǎo)電導(dǎo)無(wú)明顯變化。說(shuō)明凝膠中離子的遷移率未受阻礙，從而說(shuō)明水凝膠中必然含有連通的毛細(xì)管空間系統(tǒng)，其中充滿著分散介質(zhì)。2.影響膠凝作用的因素（1）溶液濃度–膠凝過(guò)程可以看作是質(zhì)點(diǎn)之間的吸引，–濃度大，質(zhì)點(diǎn)間距離近，膠凝速度快.–明膠濃度濃度低于0.7-0.9%,不形成凝膠，–稱為明膠的最低膠凝濃度。–洋菜的最低膠凝濃度為0.2%；–V2O5的最低膠凝濃度為0.005%；（2）溫度的影響溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，不利于形成結(jié)構(gòu)，使膠凝速度減慢。↓但是,有些分散相的溶解度隨溫度升高而降低其膠凝速度隨溫度升高而加快。（3）電解質(zhì)的影響–鹽類對(duì)明膠的影響主要來(lái)自于陰離子。–感膠離子序：–SO42－＞C4H4O62-＞Ac-＞Cl-＞NO3-＞ClO3-＞Br-＞I-＞SCN-?Cl-離子以前的諸離子加速膠凝；?從Cl-離子開始的各個(gè)離子減慢膠凝；?I－和SCN－則阻止膠凝。?綜合起來(lái)，鹽類對(duì)明膠的影響如下：–濃度較稀時(shí)，與聚沉作用有關(guān)；–濃度相當(dāng)高時(shí),與鹽析作用有關(guān)(I－、SCN－除外)六、凝膠的幾種應(yīng)用凝膠在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與人們?nèi)粘Ｉ钪姓加兄匾匚弧９I(yè)上，橡膠軟化劑的應(yīng)用，皮革的鞣制，紙漿的生產(chǎn)，吸附劑、催化劑和離子交換劑的使用；生物學(xué)和生理學(xué)中有重要意義的細(xì)胞膜，紅血球膜和肌肉組織的纖維都是凝膠狀物體。不少生理過(guò)程，如血液的凝結(jié)、人體的衰老等都與凝膠作用有關(guān)。幾種應(yīng)用：（1）凝膠生物學(xué)中應(yīng)用

生物分子下游純化的對(duì)象一般包括蛋白、酶、重組蛋白、單抗、抗體及抗原、肽類、病毒、核酸等。純化前首先需要測(cè)定生物分子的各物理和化學(xué)特性，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇出最有效的純化流程。（2）凝膠在藥劑學(xué)中的應(yīng)用近年來(lái)，凝膠以優(yōu)良的成型性、韌彈性、載藥量大、釋藥性好和無(wú)毒無(wú)刺激性等優(yōu)點(diǎn)，在治療皮膚等疾病方面廣泛應(yīng)用。（3）新技術(shù)在凝膠劑中的應(yīng)用環(huán)境敏感性凝膠環(huán)境敏感性凝膠是利用凝膠所具有的一些性質(zhì)，如對(duì)溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光、pH、離子強(qiáng)度等敏感，得到釋藥可控的凝膠，是一種理想的自調(diào)式給藥系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于智能型給藥系統(tǒng)中。脂質(zhì)體凝膠由于脂質(zhì)體的類生物膜結(jié)構(gòu)，提高了凝膠劑中藥物的透皮吸收速率，使藥物累積透過(guò)量高于普通凝膠劑。普通凝膠劑中藥物易流失，而脂質(zhì)體凝膠劑有藥物貯庫(kù)效應(yīng)，可增加藥物在皮膚中的滯留時(shí)間而達(dá)到緩釋目的。3.高吸油性凝膠吸油材料是用于處理廢油的功能材料。主要是各類合成樹脂，特別是以丙烯酸酯類為單體合成的吸油樹脂。不僅可以吸油，在加壓下也有良好的保油性，在油水體系中對(duì)油品有選擇吸收能力。對(duì)本課程的評(píng)價(jià)：1.課堂上老師講課認(rèn)真負(fù)責(zé)，講課內(nèi)容豐富，我們學(xué)習(xí)到膠體與我們的生活貼近，增加了同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性。2.老師在學(xué)期結(jié)束涉及到物理化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)考研的同學(xué)來(lái)說(shuō)受益無(wú)窮，感謝老師的悉心教