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第1章 引言 1

1.1 什么是胶体科学？ 1

1.2 胶体体系的重要特征 2

1.2.1 尺寸 2

1.2.2 界面 3

1.2.3 相互作用 3

1.2.4 时间尺度 3

1.3 胶体科学历史简要回顾 3

1.4 胶体的分类 4

1.4.1 按稳定性划分 4

1.4.2 按相组成划分憎液胶体 5

1.4.3 重要胶体概览 6

1.5 粒子形状 7

1.6 简单气体与溶胶的相似之处 8

思考题 10

第2章 粒子尺寸分布 12

2.1 多分散和单分散胶体 12

2.2 不同的平均方法 12

2.3 有代表性的质量分布 13

2.4 平均相对分子质量 15

2.4.1 数均相对分子质量 16

2.4.2 质均相对分子质量 16

2.4.3 Z均相对分子质量 17

2.5 多分散度 18

2.6 比表面积 18

思考题 18

第3章 粒子质量和大小的测量 20

3.1 渗透压法 20

3.1.1 理想溶液 20

3.1.2 非理想体系的渗透压 21

3.1.3 第二维里系数的物理意义 22

3.1.4 非理想溶液示例 24

3.1.5 渗透压计 24

3.2 显微镜法 24

3.3 库尔特（Coulter）颗粒计数仪 26

3.4 沉降法 27

3.4.1 沉降速度 27

3.4.2 沉降平衡 28

3.4.3 超离心机中的沉降 28

3.4.4 沉降测量技术 29

3.4.5 沉降天平 30

3.5 扩散和布朗运动 31

3.6 光的吸收和散射 33

3.6.1 引言 33

3.6.2 电磁波 34

3.6.3 光的散射 36

3.6.4 光散射法测定粒子摩尔质量 38

3.6.5 瑞利（Rayleigh）公式忽略了干涉效应 39

3.6.6 形状因子F（Q）由粒子内部的干涉引起 39

3.6.7 结构因子S（Q）由粒子间的干涉引起 41

3.7 超显微镜 42

3.8 利用动态光散射测量扩散系数 42

思考题 43

附录 44

3.A 连续沉降曲线 44

3.B 根据Einstein方法推导扩散系数D 44

3.C 折射率增量的引入 45

3.D 由散射计算浊度 45

3.E 波矢量 45

3.F Zimm图 46

3.G 光散射中的噪声分析 47

第4章 大分子 48

4.1 什么是大分子？ 48

4.2 可溶性大分子 48

4.3 溶液中链状分子的构象 51

4.4 理想无规线团 52

4.5 大分子线团是稀薄的 54

4.6 链段间的相互作用导致线团膨胀或收缩 54

4.6.1 致密的大分子 55

4.6.2 溶胀的线团 55

4.7 稀溶液、半稀溶液和浓溶液 56

4.8 很多蛋白质分子可以视为不良溶剂中的链状大分子 58

4.9 聚电解质 58

4.9.1 强电解质举例 58

4.9.2 弱聚电解质举例 59

4.9.3 两性聚电解质 60

4.10 凝聚和复合凝聚 60

4.11 大分子链被溶剂溶胀形成具有网络结构的凝胶 61

思考题 63

附录 63

4.A 想线团的均方根末端距 63

4.B 具有固定键角和侧链的碳链 64

4.C 高斯熵弹簧 65

第5章 双电层 66

5.1 胶体粒子在水中以反离子的形式释放出电荷 66

5.2 带电的胶体粒子被扩散的电荷所包围 66

5.3 反离子的扩散分布：能与熵的折中 67

5.4 带电表面附近离子的Boltzmann分布 68

5.5 离子吸附造成表面荷电 69

5.6 表面电荷：由离子吸附实验获得 70

5.7 能斯特定律决定表面对离子的吸附 71

5.8 古伊-查普曼（Gouy-Chapman）模型的双电层电势曲线 72

5.9 总的扩散电荷和表面电荷 74

5.10 斯特恩（Stern）模型 76

5.11 双电层中的熵与能 77

5.12 离子的特异性吸附可以使表面电荷发生反转 78

5.13 带电粒子的排盐效应 79

5.14 可视为膜平衡的排盐现象——唐南（Donnan）效应 81

思考题 83

附录 84

5.A 静电作用的相关公式 84

5.B 能斯特（Nernst）定律 87

5.C 泊松-玻耳兹曼（Poisson-Boltmann）方程的不同求解 88

5.D 斯特恩（Stern）模型 89

5.E 双电层中能量和熵的计算 90

5.F 平板附近的同离子排出效应 90

第6章 流变学 91

6.1 流变学描述物质在外力作用下的流动和形变行为 91

6.2 流动是通过剪切速率和剪切应力之间的关系来表征的 93

6.3 泊肃叶（Poiseuille）定律描述牛顿流体在管中的流动 94

6.4 测量黏度的两种方法 94

6.5 非牛顿行为的分类 95

6.5.1 静态行为 96

6.5.2 非静态行为 97

6.6 分散的粒子增加体系黏度 98

6.7 亲液溶胶的黏度仅取决于粒子的体积分数，而与粒子大小无关 98

6.7.1 非溶胀粒子 99

6.7.2 非溶胀型粒子的浓溶液 100

6.8 溶胀的粒子：低剪切速率下的不带电高分子溶液 100

6.9 低剪切速率下的聚电解质溶液 102

6.10 形变与粒子间相互作用导致非牛顿行为 103

6.11 高剪切速率下的高分子溶液的黏度 103

思考题 104

附录 105

泊肃叶（Poiseuille）方程的推导 105

第7章 电动学 107

7.1 液体通过带电表面时产生电动现象 107

7.2 剪切平面是流动液体和带电表面之间的边界 108

7.3 离子拖动液体：电渗 109

7.4 液体沿着带电表面的流动引起的电流或电压：流动电流或流动电势 110

7.5 胶体粒子在电场中的运动：电泳 111

7.6 电泳速度的测量 113

7.6.1 界面移动法 113

7.6.2 显微电泳法 114

7.6.3 高频方法 115

7.6.4 利用电泳原理的定性测量方法 115

7.7 Zeta电势的解释 116

思考题 116

附录 117

7.A 电渗方程的推导 117

7.B 大粒子的电泳速度 118

7.C 流动电流的计算 118

第8章 憎液胶体的抗聚结稳定性及DLVO理论 119

8.1 憎液胶体的分散状态并不是热力学平衡 119

8.2 当胶体粒子之间的距离小于粒子直径时，van der waals引力很大 120

8.3 同号双电层的重叠导致排斥 123

8.4 总相互作用能有极大值，但在高盐浓度下此值降低 126

8.5 临界絮凝浓度 127

8.6 絮凝开始时的情况 129

8.6.1 絮凝速率的测量 131

8.6.2 聚集体的尺寸分布 132

8.7 分形絮体和粒子凝胶的形成 133

8.8 悬浮液的稳定性 134

8.9 胶体的稳定性在哪些地方起作用？ 135

思考题 136

附录 137

8.A Hamaker公式的推导 137

8.B 静电斥力公式的推导 138

8.C 临界絮凝浓度表达式的推导 139

第9章 高分子对胶体稳定性的影响 140

9.1 憎液溶胶的稳定性可通过加入高分子提高或降低 140

9.2 非吸附高分子的影响：排空作用 140

9.3 胶体粒子表面的厚高分子层具有稳定胶体的作用 141

9.3.1 具有高分子刷的粒子 141

9.3.2 用环与尾吸附的高分子 144

9.3.3 饱和吸附的高分子链提高胶体稳定性 146

9.3.4 不饱和吸附的高分子层通过在粒子间“成桥”降低胶体稳定性 146

9.4 聚电解质可以使憎液溶胶稳定或絮凝 148

9.5 高分子在许多胶体体系中均有应用 149

思考题 149

第10章 憎液溶胶的制备 151

10.1 憎液溶胶是介稳的 151

10.2 由相图得出共存相的组成 151

10.3 分散：从粗糙到精细 153

10.4 凝聚法：从非常精细到精细 154

10.5 由过饱和体系制备粒子（凝聚法） 155

10.6 两种情形 157

10.6.1 成核与生长同步 157

10.6.2 先成核，后生长 157

10.7 溶胶的老化 159

10.8 溶胶的纯化 159

思考题 160

第11章 泡沫和乳状液的稳定性 161

11.1 泡沫和乳状液 161

11.2 气泡和液滴内部的压力高于外部 162

11.3 小气泡或液滴在大气泡或液滴存在时收缩：歧化（Ostwald熟化） 162

11.4 液体由气泡或液滴之间的缝隙流出：排液 164

11.5 DLVO理论适用于界面上有离子型表面活性剂的排液水膜 165

11.6 有关液膜破裂的完全理论尚未建立 166

思考题 167

第12章 缔合胶体 168

12.1 两亲分子缔合为胶体粒子 168

12.2 胶束化可用“封闭缔合”模型来描述 169

12.3 质量守恒定律在胶束化过程中得以充分体现 170

12.4 “停止”机制并非停止胶束在一维或二维空间的生长 173

12.5 微乳 176

12.6 测定CMC的五种方法 176

思考题 180

附录 181

12.A △G与Km之间的关系 181

12.B 关于Gibbs式 181

第13章 附加习题 182

13.1 粒子尺寸分布 182

13.2 渗透压 182

13.3 沉降 183

13.4 光散射 184

13.5 大分子 184

13.6 双电层 185

13.7 双电层与Donnan平衡 186

13.8 流变学 187

13.9 电动学 189

13.10 溶胶的制备和稳定性 191

13.11 缔合胶体 193

第14章 参考答案 195

参考书目 228