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胶态（胶态）

次浏览 | 更新时间：2023-05-23

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胶态

混合物所含各种分子团粒的大小介于分子和悬浮液微粒之间时，称为胶态悬浮液，胶态分散体，或简称胶体。牛奶和血液是常见的胶体。虽然胶体是呈均匀状态的，但个别微粒还可用光学显微镜或电子显微镜看到。胶体通常是不透光的，但溶液却总是透光的。在胶态物系中的胶体微粒，通称为分散相，在其中产生的胶体微粒的介质，就称为分散介质。

基本信息

外文名	colloidal
实质	物质存在的一种状态
学科	化学等
应用	胶态成型、胶态二氧化硅等

简介

什么是胶体？一般人认为胶体是一种粘糊的胶状的物质，例如动物胶、琼脂等，这是一种片面的认识。“胶体”这个名词首先是由英国科学家Graham于1861年提出的。他在研究物质的扩散性和渗透性时发现，有些物质如蔗糖、食盐和无机盐类在水中扩散很快，能透过羊皮纸；而另一类物质如明胶、蛋白质和氢氧化铝等在水中扩散很慢，很堆或甚至不能透过羊皮纸。前者在溶剂蒸发后成晶体析出，后者则不成晶体而成粘糊的胶状物质。因此，当时Graham根据这些现象，将物质分成两类，前者称晶体（crystal），后者称胶体（colloid）。后来经过大量的试验，发现Graham将物质绝对地分成晶体和胶体两类的做法是不合适的。俄国科学家Веймарн于1905年间先后用了近200多种物质进行试验，结果证明任何典型的晶体物质在适当条件下，例如降低其溶解度或选用适当介质，也能制得具有上述特性的胶体。例如，食盐是典型的晶体物质，溶在水中则成溶液，其中氯化钠分子（离解成钠离子和氯离子）具有扩散快，易透过羊皮纸的特性，但是食盐也可设法被分散在适当有机溶剂中（如酒精或苯等），则所形成的体系中的氯化钠粒子具有扩散慢，不能透过羊皮纸的特性。因此，实质上，胶体只是物质以一定分散程度存在的一种状态，称为胶态（colloidal state），犹如气态、液态和固态，而不是一种特殊类型的物质。

胶态性质

蛋白质是高分子化合物，由于其粒子大小已达到1~100mμ的范围，所以与水生成胶态溶液。人体内的蛋白质与水和其它许多化学成分构成了复杂的胶态体系。例如，在血液、淋巴液和消化液中的蛋白质都是以溶解的状态存在，能够自由流动，在各种器官中的蛋白质是以半固体状态存在，因而使各种器官具有一定的形状及弹性，至于象骨，毛发和指甲中的蛋白质，则接近于固体状态。

蛋白质在水溶液中，由于本身颗粒很大，不能透过半透膜，但是一般分子量较小的无机物和有机物都能透过半透膜，通常我们就是利用蛋白质不能透过半透膜的这一胶态性质来提纯蛋白质。方法是用半透膜制，成一个小袋，把含有低分子杂质的蛋白质溶液放进袋中，再将它浸于流动的水中，经相当时间后，低分子的杂质渗出到半透膜的外面，高分子的蛋白质仍留在半透膜里面，从而达到分离杂质，提纯蛋白质的目的。这种方法称为透析法。

胶态分散体

胶态分散体由两相或更多相组成，其界面积与体积之比较大。在两相体系组成的分散体中，分散相以小粒子形式分布在称之为分散介质（或连续相）中。在分散相和连续相中，固体，液体和气体之间存在着不同的结合方式，本次讨论内容仅涉及固体在液体中的分散。另外，为了方便起见，将蜡和聚合物熔融体皆看作为液体。

固体粒子分散在液体中形成“悬浮体”当固体粒子的大小范围为1nm～1μm时，溶于或分散于液体介质组成的体系称为“胶体”。粒子可以是原子分子等的聚集体，只要其大小范围符合胶体的特性。胶体具有简单的真溶液或块状材料所不具有的特性。

按分子大小，即小分子分子聚集体或分子簇以及大分子胶体可分为3类；①胶态分散体；②缔合胶体；③大分子溶液。用于胶乳配合物的氧化锌或硫在水中的分散体是胶态分散体的例子。皂或表面活性剂溶液乃是缔合胶体的实例这些物质在特定浓度下缔合形成胶状聚集体，缔合粒子大小为4nm到1μm以上。大分子溶液则由聚合物分子组成其大小与胶体的尺寸相符。芳烃溶胀橡胶形成的凝胶便是一例。

Herman Staudinger（1881-1965）指出由大分子构成的橡胶其重复单元系由主价键结合在一起。当线型聚合物溶解于低分子量的溶剂时它们具有与胶体特征相反的分子特性。然而，这样的溶液并不是理想的它们不遵循拉乌尔定律，其偏差源于聚合物-溶剂的相互作用。但是，溶液粘度仍然是测定聚合物分子量有用的方法。

胶体可按胶体粒子对介质的亲和性分类，例如：

疏液的——具有憎液性；

亲液的——对液体有亲和性；

疏水的——具有憎水性；

亲水的——对水有亲和性；

大分子溶液属于亲液类型。表面活性材料的分子兼有亲水和亲液（对油亲和）链段。

胶态氧化硅

L.Mc Donald提出一种含有胶态氧化硅的洗涤剂组成来提高其去污能力，水溶性的或分散性的碱金属硅酸盐同各种阴离子洗涤剂有机酸（如C~C的脂肪酸或烷基芳基磺酸）反应成溶胶。胶态氧化硅的碱性氧化物同二氧化硅之比为1:4~1:2000或更多一些。这样形成的溶胶有助于提高洗涤剂组成抗污垢再沉淀的能力。胶态二氧化硅还有可以替代磷酸盐的优点。

碱金属硅酸盐如锂、钠和钾的结晶性和水溶性无定形硅酸盐多年来已用作清洁剂成分之一，经常作为助剂。它们具有防腐蚀和缓冲作用，即在洗涤时维持稳定的pH直至耗尽。这种硅酸盐在清洁组成中能提供碱度，活化固-液界面的污垢促使其与织物脱离，还能帮助污垢絮散和防止污垢再沉积，然而为了维持这种硅酸盐的活化形式而pH大多限制在11.2以上。

一般胶态氧化硅是难溶于水或分散于碱金属脂肪酸皂或有机的无皂洗涤剂的水溶液中的，然而按上述那样处理而形成的胶态氧化硅溶胶就能同洗涤剂组成配合，而显示其优异的性能。由于胶态碱金属硅酸盐粒子大部分是二氧化硅组成，因此这种胶态粒子有时就作为胶态氧化硅。

碱金属硅酸盐同上述的有机酸反应形成胶态氧化硅溶胶，在pH7.2~11.0范围内是稳定的。另外，溶胶的二氧化硅在洗涤剂组成中含量高达7%或以上亦是稳定的。胶态氧化硅一般含有非水组成5~25%。碱金属硅酸盐同有机酸之间认为是复分解反应，包含从水溶性硅酸盐中去除部分碱金属。这些碱金属同有机酸结合成盐类，胶态氧化硅溶胶连续形成而胶体氧化硅的氧化钠含量降低，二氧化硅含量增加。氧化钠和二氧化硅之比为1:4~1:2000，胶态氧化硅粒子大部分是聚合状态的。

O.W.Burke开发了一种含有水合氧化硅色素沉淀和碱金属碳酸盐和/或碳酸氢盐的混合组成，可与肥皂和/或其他阴离子和/或非离子洗涤剂和/或聚合乳化剂配用。通过浓缩干燥可成为浓缩液、浆状、条状和粉状（最好用喷雾干燥）的洗涤剂组分。

胶态成型

胶态成型是首先将陶瓷粉末采用各中稳定机制制成固相含量尽可能高，流动性好、稳定性高的陶瓷浆料，再釆用不同的办法使其固化而获得陶瓷坯体的成型工艺；古老的注浆成型工艺就属胶态成型，在此基础上发展起来的离心注浆成型和压力注浆成型，以及最近几年诞生的凝胶浇注成型、直接凝固成型等均属胶态成型方法。

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