基本作用力(凝胶交联点的基本作用力)

1. 凝胶交联点的基本作用力

 塑化曲线是指高分子材料在不同条件状况下塑化状态数值绘制的曲线，反应材料耐高温性能。

实验原理 高分子材料的成型过程，如塑料的压制、压延、挤出、注塑等工艺，化纤纺丝，橡胶加工等过程，都是利用高分子材料熔体的塑化特性进行的。熔体受力作用，表现有流动和变形，而且这种流动和变形行为强烈地依赖材料结构和外界条件，高分子材料的这种性质称为流变行为（即流变性）。 

测定高分子材料熔体流变性质的仪器很多，转矩流变仪是其中的一种。它由微机控制、混合装置（挤出机、混合器）等组成。测量时，被测试物料放入混合装置中，动力系统对混合装置外部进行加热并驱使混合装置的混合元件（螺杆、转子）转动，微处理机按照测试条件给予给定值，保证转矩流变仪在实验控制条件下工作。物料受混合元件的混炼、剪切作用以及摩擦热、外部加热作用，发生一系列的物理、化学变化。

在不同的变化状态下，测试出物料对转动元件产生的阻力转矩、物料热量、压力等参数。微处理机再将物料的时间、转矩、熔体温度、熔体压力、转速等测量数据进行处理，得出图形式的实验结果。 利用转矩流变仪可以测量高分子材料在凝胶、熔融、交联、固化、发泡、分解等作用状态下的塑化曲线，如转矩－时间曲线、温度－时间曲线以及转矩－转速曲线，以此了解成型加工过程中的流变行为及其规律。还可以对不同塑料的挤出成型过程进行研究，探索原材料与成型工艺、设备间的影响关系。 

2. 凝胶点概念

peak是凝胶材料。

1、凝胶定义：溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体（在干凝胶中也可以是气体，干凝胶也称为气凝胶），这样一种特殊的分散体系称作凝胶。没有流动性。

2、peak全称匹克“态极”（PEAK-TAICHI），是一种基于力学状态转变原理的凝胶材料，具有独特的动态力学性能。在正常状态下，凝胶的分子之间作用力较小，材料较为柔软；当受到冲击或振动时，凝胶的分子之间作用力增加，使分子间形成类似交联的状态，凝胶在若干毫秒内迅速变成高弹固体，同时弹性模量大幅提升，硬度也随之增加；冲击过后，凝胶在若干毫秒内又可恢复柔软状态。

简而言之，在走路、慢跑等低速运动的状态下，“态极”材料会较为柔软；而在快跑、纵跳等高速运动状态时，P4U材料的弹性模量随之增大， 变为高弹性的状态。

3. 凝胶点与反应程度的关系

凝胶效应，英文名称: gel effect; autoacceleration ，又称自动加速效应（或现象）。是指在聚合反应中期，反应速率自动增加的现象。常发生在本体聚合或者仅有少量溶剂参与的溶液聚合中。

自动加速现象（autoacceleration），又称凝胶效应，是聚合反应进行到一定程度时，聚合速率显著上升的一种现象。

4. 凝胶与凝胶点的关系

它的化学本质是蛋白质与蛋白质之间的作用，蛋白质分子聚集并形成有序的网状结构。

蛋白质凝胶具有一定形状，弹性，半固体性质；蛋白质凝胶是水分分散在蛋白质颗粒之中形成的胶体体系。

提高蛋白质的胶凝性：热处理，冷却；加酸；添加盐类（钙离子）；酶水解：加入酶适度水解，可促使胶凝形成；先碱化，再恢复至中性或PI点；与多糖胶凝剂作用。

5. 水凝胶物理交联

水凝胶(Hydrogel)是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。

6. 凝胶化与凝胶点

凝胶包埋法是将酶或含酶菌体包埋在各种凝胶内部的微孔中，制成一定形状的固定化酶或固定化菌体。常用的凝胶有琼脂、海藻酸钙、明胶和聚丙烯酰胺等。本实验把脲酶用聚丙烯酰胺凝胶包埋起来，制成固定化脲酶，可广泛应用于人工肾或处理尿素废水。

7. 凝胶点的控制

多官能团单体聚合到某一程度，开始交联，粘度突增，气泡也难上升，出现了凝胶化现象凝胶，这时的反应程度称作凝胶点，用Pc表示。

线性高分子化合物由于分子间的交联反应使粘度无限增大而产生的凝胶现象。凝胶就是温度升高到接近聚合物分解温度时不熔融，且在各种溶剂中不溶解的状态。出现凝胶时的反应程度称为凝胶点。

8. 凝胶对应力的反应

加气混凝土料浆的浇注工序主要的过程就是料浆的发气膨胀和料浆的稠化过程，当料浆的稠化与铝粉发气相适应的时候就可以实现料浆浇注的稳定，用工艺手段控制浇注的这两个过程达到稳定是一项比较重要的工作，下面分析浇注的这两个变化过程。

料浆的发气膨胀过程

1

在加气混凝土料浆中，铝粉与水在碱性环境下反应，最初生成的氢气立即溶解于液相中。由于氢气的溶解度不大，溶液很快达到过饱和。当达到一定的过饱和度时，在铝粉颗粒表面形成一个或数个气泡核。由于氢气的逐渐积累，气泡内压力逐渐加大，当内压力克服上层料浆对它的重力和料浆的极限剪应力以后，气泡长大推动料浆向上膨胀。

2

气泡长大后内压力降低，膨胀近于停止；但由于氢气不断补充，内压力再次加大，气泡进一步长大，料浆进一步膨胀。因此，铝粉与水反应产生氢气与料浆膨胀是处于动态平衡状态，

料浆膨胀的动力是气泡内的内压力，料浆膨胀的阻力是上层料浆的重力和料浆极限剪应力。

3

发气初期，铝粉与水作用不断产生氢气、内压力不断得到补充，此时料浆可能还处于牛顿液体状态，没有极限剪应力，因此料浆迅速膨胀。

4

随着石灰、水泥不断水化，粒度浆的骨架结构逐渐形成，极限剪应力不断增大，这时，铝粉与水的反应仍在继续进行，只要气泡内压力继续大于上层料浆的重力和极限剪应力，膨胀就会继续下去。

5

当铝粉与水的反应接近尾声，料浆迅速稠化，极限剪应力急剧增大，这样膨胀就会逐渐缓慢下来，当铝粉反应结束，气泡内不再继续增加内压力，或者这种内压力不足以克服上层料浆的策略和料浆的极限剪应力时，膨胀过程就停止了。

料浆的稠化过程

1

稠化

加气混凝土料浆失去流动性并具有支承自重能力的状态称为稠化，稠化是由于料浆中的石灰、水泥不断水化形成水化凝胶，使坯体中的自由水越来越少，水化凝胶对材料颗粒起到粘结和支撑作用。从而极限剪应力急剧增大的结果。因此，料浆的稠化过程就是在化学和吸附作用下，料浆极限剪应力和塑性粘度不断增大的过程。

2

如何鉴定稠化程度

料浆稠化意味着推动流动性。以一根细铁丝在料浆表面划一道痕，如果料浆尚未稠化，此沟痕必然流平闭合，如果料浆已经稠化不再流动，此沟痕无法闭合，这是目前鉴定稠化的经验方法，然而，此法非常粗糙，无法定量，更不能表示其稠化过程。

3

稠化曲线图

料浆极限剪应力随时间的变化曲线，可以看作是料浆稠化曲线，采用拔片法来测定各时间段的剪切应力，来绘制稠化曲线。当实际稠化曲线低于理想稠化曲线，表示料浆稠化太慢，有可能首先塌模；当实际稠化曲线高于理想稠化曲线，表示料浆稠化太快，有可能产生不满模、憋气等现象。

9. 凝胶交联剂

sds电泳原理聚丙烯酰胺凝胶由丙烯酰胺(简称Acr)和交联剂N，N’一亚甲基双丙烯酰胺(简称Bis)在催化剂过硫酸铵(AP)，N，N，N’，N’ 四甲基乙二胺(TEMED)作用下，聚合交联形成的具有网状立体结构的凝胶，并以此为支持物进行电泳

sds电泳可根据不同蛋白质分子所带电荷的差异及分子大小的不同所产生的不同迁移率将蛋白质分离成若干条区带，如果分离纯化的样品中只含有同一种蛋白质，蛋白质样品电泳后，就应只分离出一条区带。

10. 凝胶交联度

水凝胶（Hydrogel）是一类极为亲水的三维网络结构 凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解。

由于存在交联网络，水凝胶可以 溶胀和保有大量的水，水的吸收量与交联度密切相关。交联度越高，吸水量越低。这一特性很像一种软组织。水凝胶中的水含量可以低到百分之几，也可以高达99%。凝胶的 聚集态既非完全的固体也非完全的液体。固体的行为是一定条件下可维持一定的形状与体积，液体行为是溶质可以从水凝胶中扩散或渗透。