凝膠的性質及其作用

凝膠的性質及其應用凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!凝膠一、凝膠的概念及分類二、凝膠的形成三、凝膠的性質四、膠凝作用及其影響因素五、凝膠中的擴散和化學反應六、凝膠的幾種應用七、幾種重要的凝膠凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!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，搭成具有三維結構的骨架后形成的，具有空間網(wǎng)狀結構體系，膠體體系中原有的分散介質（液體）充填在網(wǎng)狀結構的空隙之中。2.分類根據(jù)分散相質點的性質（剛性還是柔性）和形成結構時質點間連接的性質（結構的強度），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成的骨架都具有剛性的、活動性小的凝膠，稱為剛性凝膠(rigidgel)。例如，SiO2、TiO2、V2O5、Fe2O3等無機凝膠，大多屬于剛性凝膠。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!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聚沉過程中得一個特殊階段。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!3.脫水收縮作用凝膠在老化過程中會發(fā)生特殊的分層現(xiàn)象，稱為脫水收縮作用或離漿作用。一般來說，彈性凝膠的離漿作用是個可逆過程，它是膨脹作用的逆過程；剛性凝膠的離漿作用是不可逆的。脫水收縮現(xiàn)象的實際例子很多，如人體衰老時皮膚的變皺、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管結構，因而比表面積較大，從而表現(xiàn)出較強的吸附能力。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：干燥時由于高分子鏈段收縮，形成緊密堆積，故其干膠幾乎沒有可測量的孔道，比表面積較小。吸附能力較非彈性凝膠小。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!(3)光學效應Tyndall效應(光散射)增強(4)流動性質失去流動性，獲得了彈性。(5)電導電導無明顯變化。說明凝膠中離子的遷移率未受阻礙，從而說明水凝膠中必然含有連通的毛細管空間系統(tǒng)，其中充滿著分散介質。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!（3）電解質的影響–鹽類對明膠的影響主要來自于陰離子。–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-離子開始的各個離子減慢膠凝；?I－和SCN－則阻止膠凝。?綜合起來，鹽類對明膠的影響如下：–濃度較稀時，與聚沉作用有關；–濃度相當高時,與鹽析作用有關(I－、SCN－除外)凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!六、凝膠的幾種應用凝膠在國民經(jīng)濟與人們日常生活中占有重要地位。工業(yè)上，橡膠軟化劑的應用，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；生物學和生理學中有重要意義的細胞膜，紅血球膜和肌肉組織的纖維都是凝膠狀物體。不少生理過程，如血液的凝結、人體的衰老等都與凝膠作用有關。幾種應用：（1）凝膠生物學中應用凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!（3）新技術在凝膠劑中的應用環(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，如對溫度、電場、磁場、光、pH、離子強度等敏感，得到釋藥可控的凝膠，是一種理想的自調式給藥系統(tǒng)，廣泛應用于智能型給藥系統(tǒng)中。脂質體凝膠由于脂質體的類生物膜結構，提高了凝膠劑中藥物的透皮吸收速率，使藥物累積透過量高于普通凝膠劑。普通凝膠劑中藥物易流失，而脂質體凝膠劑有藥物貯庫效應，可增加藥物在皮膚中的滯留時間而達到緩釋目的。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!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，在油水體系中對油品有選擇吸收能力。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!(2)彈性凝膠（可逆性凝膠）由分子柔順性良好的高分子化合物作為分散相構成的凝膠，稱為彈性凝膠(elasticgel)。

例如，明膠、瓊脂等均屬此類。二、凝膠的形成1.凝膠形成的基本條件：

(1)降低溶解度，使被分散的物質從溶液中以“膠體分散狀態(tài)”析出；(2)析出的質點既不沉降，也不能自由行動，而是構成骨架，通過整個溶液形成連續(xù)的網(wǎng)狀結構。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!(4)化學反應利用化學反應生成不溶物時，如果條件合適可形成凝膠。三、凝膠的性質1.凝膠的膨脹作用彈性凝膠由線型高分子構成，因分子鏈有柔性，故吸收或釋出液體時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際上是從有結構的體系轉變?yōu)椤盁o結構”的體系。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!四、凝膠的作用及其影響因素1.溶膠－凝膠轉變時的現(xiàn)象(1)轉變溫度高分子溶液轉變?yōu)槟z時，無嚴格恒定的轉變溫度，常與冷卻的快慢有關，并且凝點（膠凝溫度）常比熔點（液化溫度）低，相差10～20℃。滯后現(xiàn)象的原因：大分子溶液過冷到一定程度后才開始固化并進行結晶作用。(2)熱效應高分子溶液形成凝膠時常放熱。放出的熱量是連續(xù)的，在冷卻曲線上無突變的轉折點。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!2.影響膠凝作用的因素（1）溶液濃度–膠凝過程可以看作是質點之間的吸引，–濃度大，質點間距離近，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，分子熱運動加劇，不利于形成結構，使膠凝速度減慢?！?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。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!五、凝膠中的擴散和化學反應水凝膠中的水是連續(xù)相，構成凝膠骨架的分散相也是連續(xù)相。因此，凝膠和液體一樣，可以作為在其中進行各種物理過程和化學反應的介質。物理過程：導電和擴散；化學反應：可以是凝膠中的物質和外加溶液間的化學反應，也可以是兩種溶液在凝膠中進行化學反應。利用在凝膠中進行的化學反應，可以獲得毫米級的單晶。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!

生物分子下游純化的對象一般包括蛋白、酶、重組蛋白、單抗、抗體及抗原、肽類、病毒、核酸等。純化前首先需要測定生物分子的各物理和化學特性，然后通過實驗選擇出最有效的純化流程。（2）凝膠在藥劑學中的應用近年來，凝膠以優(yōu)良的成型性、韌彈性、載藥量大、釋藥性好和無毒無刺激性等優(yōu)點，在治療皮膚等疾病方面廣泛應用。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!七、幾種重要的凝膠1.硅酸鋁凝膠簡稱硅鋁凝膠(silica-aluminagel)。在石油工業(yè)中是一種重要的吸附劑和催化劑。2.高吸水性聚合物如：淀粉－丙烯腈接枝共聚水解物、淀粉－丙烯酸接枝共聚物、纖維－丙烯腈接枝共聚物等。吸水量可達到自身質量的500～1000倍。凝膠的性質及其作用共18頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!對本課程的評價：1.課堂上老師講課認真負責，講課內容豐富，我們學習到膠體與我們的生活貼近，增加了同學的學習積極性。2.老師在學期結束涉及