凝胶中的临界现象和相变( Critical Phenomena and Phase Transitions in Gels )

B Erman JE Mark

“凝胶”一词被广泛地用于各种上下文中，在为其达成一个包罗万象的、可行的定义方面一直存在困难。也许最简单的方法是列出它的一些最重要的特征：它是一种固体材料，当变形时以典型的弹性体的方式响应，但通常模量很小。如果它确实显示塑性流动，那么这发生在应力的阈值以上，在这个极限以下完全恢复。它通常由两种或两种以上的组分组成：一种是大量的液体，另一种通常是聚合物网络。获得凝胶最直接的方法之一是将网络放置到已知的溶剂中，该溶剂能够在没有交联的情况下溶解网络链。事实上，高延伸性弹性体的一个独特特性（由低交联度引起）是当暴露在良好的溶剂中时，它的膨胀能力很大。例如，交联量小于10-6 molcm-3的凝胶，当浸入合适的溶剂中时，其体积可增加千倍以上。这种网络膨胀的程度不仅取决于交联的程度，还取决于链和溶剂之间的相互作用。虽然交联度是在网络的制备过程中确定的，但链和溶剂相互作用的程度可以根据需要改变，因此可以控制溶胀度。通过改变与凝胶接触的溶剂的质量，可以使凝胶不断膨胀或收缩。或者，它可能会经历临界条件，事实上，可以表现出相变，这取决于聚合物-溶剂相互作用的类型和交联的程度。通过改变聚合物-溶剂相互作用参数，凝胶的离散收缩是一种体积相变，类似于冷凝气体的气液相变。值得注意的是，Dusek和他的合作者在许多年前首次讨论了这种相变的可能性。他们的治疗局限于非离子网络。

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