凝膠化學(xué)目錄

第1章 緒論1

凝膠的定義1

凝膠的類(lèi)型2

依據(jù)來(lái)源分類(lèi)2

依據(jù)交聯(lián)方式分類(lèi)2

依據(jù)凝膠的交聯(lián)結(jié)構(gòu)及其尺寸分類(lèi)3

依據(jù)凝膠尺寸分類(lèi)4

依據(jù)介質(zhì)類(lèi)型分類(lèi)5

凝膠的特性5

凝膠化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史6

溶膠-凝膠轉(zhuǎn)化理論的發(fā)展6

凝膠工業(yè)的發(fā)展與展望7

參考文獻(xiàn)12

第2章 凝膠的制備方法、凝膠點(diǎn)和溶脹平衡14

凝膠的制備方法14

化學(xué)凝膠的制法14

物理凝膠的制備方法20

凝膠點(diǎn)與凝膠點(diǎn)測(cè)定方法24

凝膠點(diǎn)的定義與理論預(yù)測(cè)24

凝膠點(diǎn)的測(cè)定方法28

溶脹的基礎(chǔ)理論和溶脹平衡36

溶脹的基礎(chǔ)理論36

溶脹平衡41

體積相變42

溶脹速度理論46

凝膠網(wǎng)絡(luò)的溶脹速度理論46

臨界松弛和相分離51

速度理論的應(yīng)用與實(shí)例51

參考文獻(xiàn)54

第3章 凝膠的結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)解析方法57

凝膠結(jié)構(gòu)57

靜態(tài)結(jié)構(gòu)58

動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)67

測(cè)定凝膠結(jié)構(gòu)的方法72

紅外分光72

X射線(xiàn)和中子散射80

核磁共振88

顯微鏡101

參考文獻(xiàn)117

第4章 凝膠的功能120

凝膠的特性與功能120

吸水性(吸濕性、保水性)121

高吸水性樹(shù)脂121

面向衛(wèi)生材料的高吸水化125

用于其他領(lǐng)域的吸水性樹(shù)脂的高吸水化126

緩釋性與DDS127

水凝膠在DDS中的應(yīng)用127

高分子凝膠的溶脹和收縮行為128

3 凝膠溶脹變化和對(duì)藥物釋放的功效134

利用凝膠的結(jié)構(gòu)變化控制藥物釋放139

吸附與分離性144

1 吸附性144

凝膠濃縮溶劑的特性和溶劑混合液通過(guò)凝膠膜分離的特性148

凝膠與生物物質(zhì)的相互作用158

輸送和滲透性（物質(zhì)擴(kuò)散性）168

物質(zhì)在高分子凝膠中擴(kuò)散的理論169

擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)定方法170

研究實(shí)例172

載性與吸油性179

固定化179

油凝膠化劑186

光學(xué)性質(zhì)195

光透射性195

替代玻璃體的材料199

能量轉(zhuǎn)換性203

化學(xué)力學(xué)高分子凝膠203

信息變換性215

電性能和形狀記憶特性222

凝膠的電性能222

形狀記憶性227

微凝膠的流變性和水凝膠的生物相容性232

微凝膠232

水凝膠的生物相容性236

參考文獻(xiàn)244

第5章 凝膠的應(yīng)用250

衛(wèi)生用品250

紙尿布250

衛(wèi)生巾255

生活日用品259

化妝品259

芳香除臭劑270

寵物用品273

一次性懷爐275

家庭廢油處理劑277

食品包裝278

食品保鮮用吸水片278

食品保鮮用的多功能包裝材料283

用于食品運(yùn)輸?shù)谋＠鋭?85

食品加工用的接觸除水片287

醫(yī)藥和醫(yī)療290

培養(yǎng)細(xì)胞的凝膠290

凝膠在整形外科中的應(yīng)用292

軟質(zhì)隱形眼鏡297

醫(yī)療用的吸收性水凝膠302

生物黏附性凝膠及其應(yīng)用305

皮膚粘貼劑和抗炎癥的軟膏劑309

用凝膠控制藥物釋放311

醫(yī)療傳感器316

活細(xì)胞封入水凝膠318

農(nóng)業(yè)與園藝324

混合SAP的土壤特性324

在干燥地區(qū)應(yīng)用SAP經(jīng)營(yíng)農(nóng)業(yè)的例子329

土木建筑330

水溶脹橡膠330

防結(jié)露333

耐火材料337

化學(xué)工業(yè)340

凝膠作為分離介質(zhì)的利用340

吸油性凝膠及其應(yīng)用344

高吸水凝膠在油水分離方面的應(yīng)用347

凝膠用作潛熱蓄熱材料348

電泳中的應(yīng)用351

電子、電機(jī)工業(yè)355

通訊電纜355

電池361

傳感器375

體育和娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)386

凝膠在體育用品中的應(yīng)用386

人造雪388

溶膠－凝膠法的化學(xué)過(guò)程首先是將原料分散在溶劑中，然后經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)生成活性單體，活性單體進(jìn)行聚合，開(kāi)始成為溶膠，進(jìn)而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠，經(jīng)過(guò)干燥和熱處理制備出納米粒子和所需要材料。

其最基本的反應(yīng)是：

（1）水解反應(yīng)：M(OR)n xH2O → M (OH) x (OR) n－x xROH

（2）聚合反應(yīng)：－M－OH HO－M－ → －M－O－M－ H2O

－M－OR HO－M－ → －M－O－M－ ROH

從反應(yīng)機(jī)理上認(rèn)識(shí)，這兩種反應(yīng)均屬于雙分子親核加成反應(yīng)。親核試劑的活性、金屬烷氧化合物中配位基的性質(zhì)、金屬中心的配位擴(kuò)張能力和金屬原子的親電性均對(duì)該反應(yīng)的活性產(chǎn)生影響。配位不飽和性定義為金屬氧化物總配位數(shù)與金屬的氧化價(jià)態(tài)數(shù)的差值，它反映了金屬中心的配位擴(kuò)張能力 。

根據(jù)微凝膠分子內(nèi)部交聯(lián)密度的不同，微凝膠可以分為硬質(zhì)微凝膠和軟質(zhì)微凝膠兩類(lèi)。交聯(lián)密度越高，微凝膠硬度越高；反之，微凝膠越柔軟，趨向于線(xiàn)型聚合物。根據(jù)分子內(nèi)及表面有無(wú)反應(yīng)性基團(tuán)，微凝膠又可以分為反應(yīng)性微凝膠和非反應(yīng)性微凝膠兩類(lèi)，其中以反應(yīng)性微凝膠的研究最為活躍，應(yīng)用最為廣泛。我國(guó)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道也是反應(yīng)性微凝膠居多。反應(yīng)性微凝膠常見(jiàn)活性基團(tuán)有雙鍵、羥基、羧基、氨基和環(huán)氧基等。

微凝膠（又稱(chēng)微膠）是一種正在發(fā)展的新型功能性聚合物，在改善漆膜流掛性和機(jī)械性能方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，因此得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。早在1934年微凝膠就由Staudinger等人合成。Funke在微凝膠，特別是在反應(yīng)性微凝膠方面做了大量理論和實(shí)驗(yàn)工作，用二乙烯基苯或乙二醇二甲基丙烯酸酯的多官能單體進(jìn)行乳液聚合，制成活性微凝膠，并給出了微凝膠的定義。之后人們經(jīng)過(guò)多年的探索與研究，對(duì)微凝膠及其在涂料中的功能和相互作用機(jī)理有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并把微凝膠的定義修正為凡凝膠顆粒大小在1~1000nm之間，具有分子內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的顆粒都稱(chēng)為微凝膠。微凝膠的大小與高相對(duì)分子質(zhì)量的線(xiàn)型聚合物相當(dāng)，分子內(nèi)是交聯(lián)結(jié)構(gòu)，與空間網(wǎng)狀交聯(lián)聚合物相似，有時(shí)其交聯(lián)程度更高。