1、第五章第五章 高分子溶液高分子溶液第五章 高分子溶液第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 Staudinger 把相對分子質量大于104的物質稱之為大分子，主要有： 天然大分子：如淀粉、蛋白質 、纖維素、核酸和各種生物大分子等。 人工合成大分子： 如合成橡膠、聚烯烴、樹脂和合成纖維等。 合成的功能高分子資料有：光敏高分子、導電性高分子、醫用高分子和高分子膜等。大分子分類大分子分類第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.1 高分子化合物的相對分子質量高分子化合物的相對分子質量5.2 溶液中的高分子化合物溶液中的高分子化合物5.3 高分子溶液的性質高分子溶液的性質5.4 高分子電解質溶液高分子電解質溶

2、液5.5 高分子對膠體穩定性的影響高分子對膠體穩定性的影響5.7 凝膠凝膠第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.1 高分子化合物的相對分子質量高分子化合物的相對分子質量5.1.1 高分子化合物的平均相對分子質量高分子化合物的平均相對分子質量5.1.2 高分子化合物的平均相對分子高分子化合物的平均相對分子量及其分布的測定量及其分布的測定第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.1 高分子化合物的相對分子質量高分子化合物的相對分子質量5.1.1 高分子化合物的平均相對分子質量高分子化合物的平均相對分子質量 由于聚合過程中，每個分子的聚合由于聚合過程中，每個分子的聚合程度可以不一樣，所以聚合物的摩爾質程

3、度可以不一樣，所以聚合物的摩爾質量只能是一個平均值。而且，測定和平量只能是一個平均值。而且，測定和平均的方法不同，得到的平均摩爾質量也均的方法不同，得到的平均摩爾質量也不同。常用有四種平均方法，因此有四不同。常用有四種平均方法，因此有四種表示法：種表示法： 1數均摩爾質量數均摩爾質量 2重均摩爾質量重均摩爾質量3Z均摩爾質量均摩爾質量 4粘均摩爾質量粘均摩爾質量第五章第五章 高分子溶液高分子溶液數均摩爾質量可以用端基分析法和浸透壓法測定。數均摩爾質量可以用端基分析法和浸透壓法測定。 有一高分子溶液，各組分的分子數分別為n1，n2，, ni ,其對應的摩爾質量為M1，M2，Mi。那么數均摩爾質量

4、的定義為：1.數均相對分子質量數均相對分子質量 iiinnMnM第五章第五章 高分子溶液高分子溶液質均摩爾質量可以用光散射法測定。質均摩爾質量可以用光散射法測定。 設i組分的質量為i，其對應的摩爾質量為Mi。那么質均摩爾質量的定義為：2.重均相對分子質量重均相對分子質量 iiiwMM第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 用粘度法測定的摩爾質量稱為粘均摩爾質量。它的定義是：式中式中為與溶劑、大分子化合物和溫為與溶劑、大分子化合物和溫度有關的閱歷常數。度有關的閱歷常數。3.粘均相對分子質量粘均相對分子質量 /11/1 iiiiiMWMnMnMiiiiW 第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 在光散射法

5、中利用Zimm圖從而計算的高分子摩爾質量稱為Z均摩爾質量，它的定義是： 23iiMnMnMiiziiiiiMMM)(4.Z均相對分子質量均相對分子質量 假設樣品是均勻的單聚物假設樣品是均勻的單聚物znMMM wM znMMM wM 假設是多聚物的同系物，那么假設是多聚物的同系物，那么分子大小越不均勻，這四種表示方法的差別分子大小越不均勻，這四種表示方法的差別也就越大。也就越大。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.1.2 高分子化合物的平均高分子化合物的平均相對分子量及其分布的測定相對分子量及其分布的測定 測定方法測定方法適用相對分適用相對分子質量范圍子質量范圍相對分子質相對分子質量統計意義量

6、統計意義端基分析端基分析沸點上升和凝固點下降沸點上升和凝固點下降滲透壓滲透壓光散射光散射超離心沉降及擴散超離心沉降及擴散31043104104106104107104107nMnMnMw MzM wM第五章第五章 高分子溶液高分子溶液3.根據高分子化合物分子大小，得到相對分根據高分子化合物分子大小，得到相對分子質量的分布情況，如電子顯微鏡法、凝膠子質量的分布情況，如電子顯微鏡法、凝膠色譜法等。色譜法等。 測定高分子化合物相對分子質量分布的方測定高分子化合物相對分子質量分布的方法大致有以下幾類：法大致有以下幾類：1.利用高分子化合物的溶解度與分子大小之利用高分子化合物的溶解度與分子大小之間的依賴

7、關系，將試樣分成相對分子質量較間的依賴關系，將試樣分成相對分子質量較均一的部分，測定相對分子質量分布，如沉均一的部分，測定相對分子質量分布，如沉淀分級、柱上溶解分級、梯度淋洗分級等。淀分級、柱上溶解分級、梯度淋洗分級等。2.利用高分子化合物大小的不同、動力學性利用高分子化合物大小的不同、動力學性質的不同，可以得出相對分子質量的分布情質的不同，可以得出相對分子質量的分布情況，如超速離心沉降法等。況，如超速離心沉降法等。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.2 溶液中的高分子化合物溶液中的高分子化合物5.2.1 溶液中高分子的柔性與剛性溶液中高分子的柔性與剛性第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.

8、2 溶液中的高分子化合物溶液中的高分子化合物5.2.1 溶液中高分子的柔性與剛性溶液中高分子的柔性與剛性5.2.1.1 分子鏈的柔性與剛性分子鏈的柔性與剛性hh第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.2.1.2 影響柔順性的要素影響柔順性的要素1. 只需碳氫的鏈柔性較好，原子間的作用只需碳氫的鏈柔性較好，原子間的作用力較小，不妨礙力較小，不妨礙C-C鍵的內旋轉。鍵的內旋轉。2. 高分子鏈上存在極性的取代基如高分子鏈上存在極性的取代基如-Cl、-OH、-CN、-COOH等，彼此間作用力等，彼此間作用力比較強，比較強，C-C鍵的內旋轉遭到妨礙，分子鍵的內旋轉遭到妨礙，分子鏈就顯出較強的剛性。鏈就顯出

9、較強的剛性。3. 除了鏈的本身柔順性外，高分子形狀還除了鏈的本身柔順性外，高分子形狀還遭到溶劑化的支配。遭到溶劑化的支配。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.2.1.3 鏈段鏈段 高分子長鏈本身就是一個獨立的運高分子長鏈本身就是一個獨立的運動單元，而長鏈內又有許多獨立運動小動單元，而長鏈內又有許多獨立運動小單元，即鏈段。單元，即鏈段。 鏈段的長度表征高分子鏈的柔順性。鏈段的長度表征高分子鏈的柔順性。鏈段愈短，那么在一定長度的鏈上其獨立鏈段愈短，那么在一定長度的鏈上其獨立運動的單元也愈多，高分子必然能很好地運動的單元也愈多，高分子必然能很好地卷曲，因此就顯得很柔順；反之，鏈段愈卷曲，因此就顯得

10、很柔順；反之，鏈段愈長，主鏈上能獨立運動的單元少，分子的長，主鏈上能獨立運動的單元少，分子的剛性就愈大。剛性就愈大。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3 高分子溶液的性質高分子溶液的性質5.3.1 高分子溶液的粘度高分子溶液的粘度5.3.2 高分子溶液的浸透壓高分子溶液的浸透壓5.3.3 高分子溶液唐南平衡高分子溶液唐南平衡5.3.4 高分子溶液的超速離心沉降高分子溶液的超速離心沉降第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3 高分子溶液的性質高分子溶液的性質高分子溶液與憎液溶膠的性質比較高分子溶液與憎液溶膠的性質比較高分子溶液高分子溶液憎液溶膠憎液溶膠相同點相同點分散質直徑范圍分散質直徑范圍

11、1010-9-91010-7-7m m擴散速度慢擴散速度慢不能通過半透膜不能通過半透膜不同點不同點熱力學穩定系統熱力學穩定系統熱力學不穩定系統熱力學不穩定系統穩定的原因主要是溶劑化穩定的原因主要是溶劑化穩定的原因主要是分散質離子帶穩定的原因主要是分散質離子帶電電均相系統、丁達爾效應微弱均相系統、丁達爾效應微弱多相系統、丁達爾效應強多相系統、丁達爾效應強對電解質的穩定性大對電解質的穩定性大加入少量電解質就會聚沉加入少量電解質就會聚沉粘度大粘度大粘度小、與純溶劑粘度相似粘度小、與純溶劑粘度相似將溶劑蒸發，可得到干燥的沉淀物；將溶劑蒸發，可得到干燥的沉淀物；若再加入溶劑，可自動地溶解成溶若再加入溶劑

12、，可自動地溶解成溶液，即高分子溶液具有可逆性液，即高分子溶液具有可逆性將溶劑蒸發，可得到干燥的沉淀將溶劑蒸發，可得到干燥的沉淀物；若再加入溶劑，不能復原成物；若再加入溶劑，不能復原成溶膠，即憎液溶膠具有不可逆性溶膠，即憎液溶膠具有不可逆性第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3.1 高分子溶液的粘度高分子溶液的粘度 高分子溶液粘性較高的主要緣由有以高分子溶液粘性較高的主要緣由有以下三個方面：下三個方面：1. 溶液中高分子的柔性使得無規線團狀溶液中高分子的柔性使得無規線團狀的高分子在溶液中所占體積很大，對介的高分子在溶液中所占體積很大，對介質的流動構成妨礙質的流動構成妨礙2. 高分子的溶劑化作用

13、，使大量溶劑束高分子的溶劑化作用，使大量溶劑束縛于高分子無規線團中，流動性變差；縛于高分子無規線團中，流動性變差；3.高分子溶液中不同高分子鏈段間因相互高分子溶液中不同高分子鏈段間因相互作用而構成一定構造，流動阻力增大，作用而構成一定構造，流動阻力增大，導致粘度升高。導致粘度升高。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液設純溶劑的粘度為設純溶劑的粘度為，大分子溶液的，大分子溶液的粘度為粘度為 ，兩者不同的組合得到不同的粘度，兩者不同的組合得到不同的粘度表示方法：表示方法： 0 r 1.相對粘度100rsp 2.增比粘度001/ccsp 3.比濃粘度ccrcspclimlim00 4.特性粘度 5.3

14、.1 高分子溶液的粘度高分子溶液的粘度第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 特性粘度是幾種粘度中最能反映溶質分子本性的一種物理量，由于它是外推到無限稀釋時溶液的性質，已消除了大分子之間相互作用的影響，而且代表了無限稀釋溶液中，單位濃度大分子溶液粘度變化的分數。 實驗方法是用粘度計測出溶劑和溶液的實驗方法是用粘度計測出溶劑和溶液的粘度粘度 和和 ，計算相對粘度，計算相對粘度 和增比粘度和增比粘度 。0rsp當溫度、聚合物和溶劑體系選定后，大分子溶液的粘度僅與濃度和聚合物分子的大小有關。用粘度法測定摩爾質量用粘度法測定摩爾質量第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 以 對c 作圖，得一條直線，以 對c作

15、圖得另一條直線。將兩條直線外推至濃度 ，得到特性粘度 。csp/cr/ln0c 從如下閱歷式求粘均摩爾質量 。M KM式中式中 和和 為與溶為與溶劑、大分子物質和劑、大分子物質和溫度有關的閱歷常溫度有關的閱歷常數，有表可查。數，有表可查。K用粘度法測定摩爾質量用粘度法測定摩爾質量第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3.2 高分子溶液的浸透壓高分子溶液的浸透壓 當半透膜兩側有不當半透膜兩側有不同濃度的溶液時，兩側同濃度的溶液時，兩側溶液有趨于濃度一樣的溶液有趨于濃度一樣的趨勢。趨勢。 高分子溶液經過半高分子溶液經過半透膜與水接觸，溶質分透膜與水接觸，溶質分子較大無法經過半透膜，子較大無法經過半

16、透膜，溶劑水可以自在透過，溶劑水可以自在透過，產生浸透壓。產生浸透壓。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3.2 高分子溶液的浸透壓高分子溶液的浸透壓在高分子溶液中溶質的溶劑化效應強，在高分子溶液中溶質的溶劑化效應強，浸透壓比一樣濃度的小分子溶液大。浸透壓比一樣濃度的小分子溶液大。理想溶液理想溶液MRTmB 真溶液真溶液BmM1=RT +B2 mB +B3 mB 2+ 高分子溶液的濃度很小時高分子溶液的濃度很小時BmMRT+ RT B2 mB =第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 在大分子電解質中通常含有少量電解質雜質，即使雜質含量很低，但按離子數目計還是很可觀的。 在半透膜兩邊，一邊放大分

17、子電解質，一邊放純水。大分子離子不能透過半透膜，而離解出的小離子和雜質電解質離子可以。 由于膜兩邊要堅持電中性，使得到達浸透平衡時小離子在兩邊的濃度不等，這種平衡稱為膜平衡或唐南平衡。 由于離子分布的不平衡會呵斥額外的由于離子分布的不平衡會呵斥額外的浸透壓，影響大分子摩爾質量的測定，所浸透壓，影響大分子摩爾質量的測定，所以又稱之為唐南效應，要設法消除。以又稱之為唐南效應，要設法消除。5.3.3 高分子溶液唐南平衡高分子溶液唐南平衡第五章第五章 高分子溶液高分子溶液膜平衡的三種情況膜平衡的三種情況 由于大分子物質的濃度不能配得很高，否那么易發生凝聚，如等電點時的蛋白質，所以產生的浸透壓很小，用這

18、種方法測定大分子的摩爾質量誤差太大。1 1不電離的大分子溶液不電離的大分子溶液 12c RT 其中 是大分子溶液的濃度。 2c 由于大分子P不能透過半透膜，而H2O分子可以，所以在膜兩邊會產生浸透壓。浸透壓可以用不帶電粒子的范霍夫公式計算，即：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液膜平衡的三種情況膜平衡的三種情況2 2能電離的大分子溶液能電離的大分子溶液 蛋白質分子Pz+ 不能透過半透膜，而Na+可以，但為了堅持溶液的電中性，Na+也必需留在Pz-同一側 。 由于大分子中z的數值不確定，就是測定了 也無法正確地計算大分子的摩爾質量。2zNa PNaPZz 以蛋白質的鈉鹽為例，它在水中發生如下離解：

19、 這種這種Na+在膜兩邊濃度不等的形狀就是唐南平衡。在膜兩邊濃度不等的形狀就是唐南平衡。由于浸透壓只與粒子的數量有關，所以：由于浸透壓只與粒子的數量有關，所以： 22(1)zc RT第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 在蛋白質鈉鹽的另一側參與濃度為 的小分子電解質，如上圖。1c 雖然膜兩邊NaCl的濃度不等，但到達膜平衡時NaCl在兩邊的化學勢應該相等，即：膜平衡的三種情況膜平衡的三種情況3 3外加電解質時的大分子溶液外加電解質時的大分子溶液 (NaCl,NaCl,左） （右） 到達膜平衡時如以下圖，為了堅持電中性，有一樣數量的Na+ 和Cl-分散到了左邊。(NaCl,(NaCl,aa左）右）

20、所以：所以：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液膜平衡的三種情況膜平衡的三種情況 由于浸透壓是由于膜兩邊的粒子數不同由于浸透壓是由于膜兩邊的粒子數不同而引起的，所以：而引起的，所以：3221(2 )2()czcxcx RT+-+-Na Cl =Na Cl 左左右右設活度系數均為設活度系數均為1，得：，得：212)()xcxxzc（即即12212czccx解得解得右右左左)()(_ ClNaClNaaaaa即即第五章第五章 高分子溶液高分子溶液A當參與電解質太少，當參與電解質太少， ，與，與(2)的的情況類似：情況類似：21zcc 3222(1)()czc RcTzRT膜平衡的三種情況膜平衡的三種

21、情況將將 代入代入 計算式得：計算式得：x322222 1232122zcc cz cRTzccB當參與的電解質足夠多，當參與的電解質足夠多， ，那么，那么與與(1)的情況類似的情況類似 ： 21zcc 32c RT 這就是參與足量的小分子電解質，消除了唐南效應的影響，使得用浸透壓法測定大分子的摩爾質量比較準確。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液例例5-1 在在298K時，半透膜左側某高分子水溶液的濃時，半透膜左側某高分子水溶液的濃度為度為0.1moldm-3，膜右側，膜右側NaCl溶液濃度為溶液濃度為0.5 mol dm-3，P+代表不能經過半透膜的高分子正離子，代表不能經過半透膜的高分子正

22、離子，試求平衡后各種離子的濃度及浸透壓。試求平衡后各種離子的濃度及浸透壓。P+=0.1Cl-=0.1+xNa+=0.5-xCl-=0.5-xNa+=x解：設到達平衡后解：設到達平衡后 (0.1+x)x=(0.5-x)2 解得：解得：x=0.227 moldm-3 所以平衡時膜左邊：所以平衡時膜左邊：Cl-=0.1+0.227=0.327 moldm-3 Na+=0.227 moldm-3 第五章第五章 高分子溶液高分子溶液膜右邊：膜右邊：Cl-=Na+=0.5-0.227=0.273 moldm-3 溶液浸透壓：溶液浸透壓：= 0.108103 8.314298 = cB R T= (0.1+

23、0.1+x+x)-2(0.5-x)RT= 2.676105Pa 第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.3.4 高分子溶液的超速離心沉降高分子溶液的超速離心沉降 超速離心分別技術常用于天然高分子化超速離心分別技術常用于天然高分子化合物的分別、提純和測定其他物理化學性能。合物的分別、提純和測定其他物理化學性能。 當離心力足夠大時，溶液中高分子發當離心力足夠大時，溶液中高分子發生沉降。高分子化合物與溶液其他部分溶生沉降。高分子化合物與溶液其他部分溶劑發生分別，從而在高分子溶液與溶劑間劑發生分別，從而在高分子溶液與溶劑間產生一個分界面，此分界面的挪動情況可產生一個分界面，此分界面的挪動情況可經過光學丈

24、量系統察看跟蹤，并測得其沉經過光學丈量系統察看跟蹤，并測得其沉降速度。降速度。原理如下：原理如下：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 當溶液中高分子等速沉降時，其離心力當溶液中高分子等速沉降時，其離心力與沉降阻力相等。與沉降阻力相等。5.3.4 高分子溶液的超速離心沉降高分子溶液的超速離心沉降M1-Cv 02x = f txddM為高分子化合物的相對分子質量；為高分子化合物的相對分子質量；Cv為高分子在溶液中的比容；為高分子在溶液中的比容；0為介質密度。為介質密度。為離心機的角速度；為離心機的角速度；x為分界面離轉軸中心的間隔；為分界面離轉軸中心的間隔；f為阻力系數；為阻力系數；t為時間。為時

25、間。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 假設時間為假設時間為t1時，分界面在時，分界面在x1處；時間處；時間為為t2時，其分界面在時，其分界面在x2處，將其代入上式，處，將其代入上式，積分整理得：積分整理得：)()ln121220ttCxxf v-(1M= 假定高分子在溶液中沉降時所遭到的假定高分子在溶液中沉降時所遭到的阻力與其在溶液中分散時所遭到的阻力一阻力與其在溶液中分散時所遭到的阻力一樣，那么樣，那么)()ln121220vttCDxxR -(1TM=5.3.4 高分子溶液的超速離心沉降高分子溶液的超速離心沉降第五章第五章 高分子溶液高分子溶液例例5-2 20時，某高分子化合物在轉速為時

26、，某高分子化合物在轉速為50400rpm每分鐘每分鐘轉數的超離心機中沉降，轉數的超離心機中沉降，20min時其分界面間隔離心機轉軸時其分界面間隔離心機轉軸中心為中心為5.0010-2m。60min時其分界面間隔轉軸中心為時其分界面間隔轉軸中心為 6.0010-2m。知該高分子溶液的分散系數。知該高分子溶液的分散系數D =6.010-11m2s-1，Cv =0.75010-3m3kg-1，01000kgm-3，試計算該高分子，試計算該高分子化合物的相對分子質量。化合物的相對分子質量。60s504002 )()ln121220vttCDxxR -(1TM=解：解： ) s1200s3600()s2

27、 .5275()mkg1000kgm10750. 01(sm100 . 6m100 . 5m100 . 6lnK293KmolJ314. 821313312112211 = 4.42102kgmol-1 第五章第五章 高分子溶液高分子溶液某些生物高分子水溶液的沉降系數和相對分子質量某些生物高分子水溶液的沉降系數和相對分子質量5.3.4 高分子溶液的超速離心沉降高分子溶液的超速離心沉降高分子化合物高分子化合物S (s)1013D(m2s-1) 1011Cv (m3kg-1)M (kgkmol-1)核糖核酸酶核糖核酸酶1.6411.90.7281.24104溶菌酶溶菌酶1.8710.40.6881

28、.4104-乳球蛋白乳球蛋白2.837.820.7513.5104纖維蛋白纖維蛋白7.92.020.7063.3105血色素血色素4.316.90.7496.8104叢矮病毒叢矮病毒1321.150.741.07107煙草花葉病毒煙草花葉病毒1700.30.735.0107第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.4.1 溶液中蛋白質分子的帶電情況溶液中蛋白質分子的帶電情況5.4 高分子電解質溶液高分子電解質溶液5.4.2 溶液中線型蛋白質分子的形狀溶液中線型蛋白質分子的形狀5.4.3 蛋白質在水中的溶解度蛋白質在水中的溶解度5.4.4 蛋白質溶液的粘度蛋白質溶液的粘度第五章第五章 高分子溶液高分

29、子溶液5.4 高分子電解質溶液高分子電解質溶液2陰離子高分子電解質，如聚丙烯酸鈉；陰離子高分子電解質，如聚丙烯酸鈉；高分子電解質分成三類：高分子電解質分成三類：1陽離子高分子電解質，如聚溴化陽離子高分子電解質，如聚溴化-4-乙乙烯烯-N-正丁基吡啶；正丁基吡啶；3兩性高分子電解質，如蛋白質。兩性高分子電解質，如蛋白質。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.4.1 溶液中蛋白質分子的帶電情況溶液中蛋白質分子的帶電情況蛋白質分子在水溶液中按下式電離：蛋白質分子在水溶液中按下式電離：RNH3+ COOHRNH3+ COO-H+H+-H+H+RNH2 COO-RNH2 COOH 不同蛋白質分子上的酸性

30、基團羧基不同蛋白質分子上的酸性基團羧基和堿性基團氨基的數量不同，其等電和堿性基團氨基的數量不同，其等電點點pH亦不一樣。亦不一樣。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.4.2 溶液中線型蛋白質分子的形狀溶液中線型蛋白質分子的形狀 溶液中線型蛋白質分子的形狀與溶液溶液中線型蛋白質分子的形狀與溶液 pH有關。在等電點有關。在等電點 pH時，蛋白質分子上時，蛋白質分子上等數目的正、負電荷相互吸引，無規線團等數目的正、負電荷相互吸引，無規線團緊縮，柔性最差；當溶液緊縮，柔性最差；當溶液pH偏離等電點偏離等電點pH時，蛋白質分子上同號電荷間的靜電斥力時，蛋白質分子上同號電荷間的靜電斥力使得其分子線團伸展

31、伸張，柔性較好。使得其分子線團伸展伸張，柔性較好。a等電點時的形狀等電點時的形狀 b偏離等電點時的形狀偏離等電點時的形狀第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.4.3 蛋白質在水中的溶解度蛋白質在水中的溶解度 蛋白質在水中的溶解度與溶液蛋白質在水中的溶解度與溶液pH有關。有關。在等電點在等電點pH時，溶液中蛋白質分子所帶凈時，溶液中蛋白質分子所帶凈電荷為零，與水分子間的作用力最弱，水電荷為零，與水分子間的作用力最弱，水化程度最差，溶解度最小。當溶液化程度最差，溶解度最小。當溶液pH偏離偏離等電點等電點pH時，蛋白質分子上凈電荷數量添時，蛋白質分子上凈電荷數量添加，水化作用加強，其溶解度增大。加，

32、水化作用加強，其溶解度增大。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.4.4 蛋白質溶液的粘度蛋白質溶液的粘度溶液溶液pH對某動物膠水溶液的影響對某動物膠水溶液的影響第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.5 高分子對膠體穩定性的影響高分子對膠體穩定性的影響5.5.1 高分子在固液界面上的吸附高分子在固液界面上的吸附5.5.2 高分子對溶膠的穩定作用高分子對溶膠的穩定作用5.5.3 高分子對溶膠的絮凝作用高分子對溶膠的絮凝作用第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.5 高分子對膠體穩定性的影響高分子對膠體穩定性的影響5.5.1 高分子在固液界面上的吸附高分子在固液界面上的吸附1固體外表的活化點位數；固

33、體外表的活化點位數；2高分子中可被吸附的官能團數；高分子中可被吸附的官能團數；3高分子在溶液中的柔性；高分子在溶液中的柔性；4溶劑分子的吸附；溶劑分子的吸附；5高分子中吸附基團的位置等。高分子中吸附基團的位置等。 高分子化合物在固液界面上的吸附形高分子化合物在固液界面上的吸附形狀主要取決于：狀主要取決于：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.5.2 高分子對溶膠的穩定作用高分子對溶膠的穩定作用b 浸透壓效應浸透壓效應a 體積限制效應體積限制效應第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 高分子對溶膠的穩定作用與高分子穩定劑高分子對溶膠的穩定作用與高分子穩定劑本身的構造的關系：本身的構造的關系： 高分子

34、穩定劑的構造：高分子穩定劑的構造： 必需含有在膠粒界面穩定吸附的基團，必需含有在膠粒界面穩定吸附的基團，和溶劑化作用很強的基團，且兩種基團的和溶劑化作用很強的基團，且兩種基團的比例要適當。比例要適當。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液高分子的濃度：高分子的濃度： 只需當高分子的濃度足夠大時，即高只需當高分子的濃度足夠大時，即高分子足以在膠粒界面構成一個致密吸附層分子足以在膠粒界面構成一個致密吸附層時，才干起到穩定作用。高分子濃度過低時，才干起到穩定作用。高分子濃度過低或過高都不利于溶膠的穩定。或過高都不利于溶膠的穩定。高分子穩定劑的相對分子質量：高分子穩定劑的相對分子質量： 不發生多個膠粒吸附

35、在同一個高分子上不發生多個膠粒吸附在同一個高分子上的情況下，高分子化合物的相對分子質量愈的情況下，高分子化合物的相對分子質量愈大，穩定效果愈好。大，穩定效果愈好。 高分子對溶膠的穩定作用與相對分高分子對溶膠的穩定作用與相對分子質量及其濃度的關系：子質量及其濃度的關系：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.5.3 高分子對溶膠的絮凝作用高分子對溶膠的絮凝作用 少量大分子破壞穩定性，使電解質聚沉少量大分子破壞穩定性，使電解質聚沉值變小，甚至經過值變小，甚至經過“架橋效應導致絮凝架橋效應導致絮凝第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.6 天然高分子天然高分子5.6.1 蛋白質蛋白質5.6.2 核酸核酸

36、5.6.3 多糖多糖5.6.4 天然橡膠天然橡膠第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.7 凝膠凝膠5.7.1 凝膠的根本特征和分類凝膠的根本特征和分類5.7.2 凝膠的構成凝膠的構成5.7.3 凝膠的性質凝膠的性質第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.7 凝膠凝膠5.7.1 凝膠的根本特征和分類凝膠的根本特征和分類 凝膠是介于固體和液體之間的一種特凝膠是介于固體和液體之間的一種特殊形狀，它能顯示出某些固體的特征，如殊形狀，它能顯示出某些固體的特征，如無流動性，有一定的幾何外型，有彈性、無流動性，有一定的幾何外型，有彈性、強度和屈服值等。強度和屈服值等。 凝膠也保管某些液體的特點，例如離凝膠也保

37、管某些液體的特點，例如離子的分散速率在以水為介質的凝膠水凝子的分散速率在以水為介質的凝膠水凝膠中與水溶液中相差不多。膠中與水溶液中相差不多。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液1彈性凝膠：通常是由柔性的線型高分彈性凝膠：通常是由柔性的線型高分子化合物所構成的凝膠，這類凝膠具有彈性；子化合物所構成的凝膠，這類凝膠具有彈性；彈性凝膠的另一特征是分散介質溶劑的彈性凝膠的另一特征是分散介質溶劑的脫除與吸收具有可逆性，又稱為可逆凝膠。脫除與吸收具有可逆性，又稱為可逆凝膠。2剛性凝膠：由剛性分散顆粒相聯成網剛性凝膠：由剛性分散顆粒相聯成網絡構造的凝膠。這些剛性分散顆粒多為無絡構造的凝膠。這些剛性分散顆粒多為

38、無機物顆粒機物顆粒 ，對溶劑的脫除與吸收是不可逆，對溶劑的脫除與吸收是不可逆的，也稱為不可逆凝膠。在吸收和脫除溶的，也稱為不可逆凝膠。在吸收和脫除溶劑時，剛性凝膠的骨架根本不變，所以凝劑時，剛性凝膠的骨架根本不變，所以凝膠的體積無明顯變化。膠的體積無明顯變化。按分散顆粒的性質分類：按分散顆粒的性質分類：第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 凝膠的內部構成三維的網絡構造，按其網絡凝膠的內部構成三維的網絡構造，按其網絡構造的方式可分為：構造的方式可分為：1成串珠狀骨架成串珠狀骨架2棒狀顆粒搭結而成的骨架棒狀顆粒搭結而成的骨架3板狀分散搭結而成的骨架板狀分散搭結而成的骨架4線型高分子鏈經過化學鍵相聯成

39、三維網絡線型高分子鏈經過化學鍵相聯成三維網絡第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.7.2 凝膠的構成凝膠的構成1干凝膠吸收親干凝膠吸收親和性液體溶劑構和性液體溶劑構成凝膠；成凝膠；兩種途徑可以構成凝膠：兩種途徑可以構成凝膠：2溶液或溶膠在適當的條件下分散顆粒溶液或溶膠在適當的條件下分散顆粒相聯成網絡而構成凝膠，這種過程稱為膠相聯成網絡而構成凝膠，這種過程稱為膠凝。凝。第五章第五章 高分子溶液高分子溶液2析出的分散顆粒相聯成延續的網絡析出的分散顆粒相聯成延續的網絡構造，而不是聚結成大顆粒沉降下來。構造，而不是聚結成大顆粒沉降下來。由溶液或溶膠轉變成凝膠的根本條件：由溶液或溶膠轉變成凝膠的根本條件

40、：1降低被分散物質在溶劑中的溶解度，降低被分散物質在溶劑中的溶解度，以便分散相的析出；以便分散相的析出；第五章第五章 高分子溶液高分子溶液 對于不同的體系要采用不同的方法來發對于不同的體系要采用不同的方法來發明構成凝膠的根本條件，主要方法如下：明構成凝膠的根本條件，主要方法如下：構成凝膠的方法：構成凝膠的方法：1改動溫度改動溫度2轉換溶劑轉換溶劑3參與電解質參與電解質電解質對溶膠的作用表示圖電解質對溶膠的作用表示圖4進展化學反響進展化學反響第五章第五章 高分子溶液高分子溶液5.7.3 凝膠的性質凝膠的性質5.7.3.1 膨脹膨脹 凝膠吸收液體或蒸氣使體積或分量明凝膠吸收液體或蒸氣使體積或分量明顯添加的景象稱為凝膠的膨脹，也稱溶脹。顯添加的景象稱為凝膠的膨脹，也稱溶脹。1.膨脹度膨脹度 單位質量或單位體積的凝膠所能吸單位質量或單位體積的凝膠所能吸收