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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理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-Boltzmann）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公式 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