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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D44

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