水溶胶

水溶胶是以水作为分散介质的溶胶。其中分散相的粒子可以是单个大分子，也可以是许多分子的聚集体。这种分散体系有很大的相界面，很易破坏而聚沉且不能复原，其特性是不稳定、不可逆、不均匀和特有的分散度。具有布朗运动、丁铎尔效应和电泳、电渗等现象。^{[2]自然界的江、河、湖、海都不同程度上有水溶胶的性质，如黏土微粒、有机质(如腐殖酸等)和天然水中的铁、铝、锰的氢氧化合物都是水溶胶，能吸附水中以离子态、分子态存在的污染物。[1]}

基本介绍

水溶胶简称“溶胶”。是蒸馏过程的副产品，这种由水蒸气凝结成的芳香水过去常常被蒸馏成精油。它们是以水为基础的物质，而不是溶解在油里或乳液中的物质。^{[4]由难溶物分散在水介质中所形成的溶胶二其中的粒子可以是单个大分子，也可以是多个分子的聚集体。该体系有很大的相界面，极易被破坏而聚沉，且不能复原，因而热力学上是不稳定、不可逆的体系。[2]}

制备方法

水溶胶为聚合物分散体系，其粒子直径落在0.01~0.05

之间，比常规聚合物乳液乳胶粒直径(0.1~1.0

)要小，为透明或半透明液体。其制备方法如下：

①将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯等疏水性单体，加入1~8份丙烯酸或甲基丙烯酸，或者4~8份马来酸或衣康酸，进行常规乳液共聚合，制成含羧基聚合物乳液，其平均粒径约为0.2

，乳液的最低成膜温度应控制在25~50℃。

②加入粉碎剂（Comminution agent）使乳胶粒溶胀，在70℃下并在强烈搅拌作用下，将乳胶粒打碎，分散成直径更小的水凝胶颗粒。所用的粉碎剂应当易溶于水，并可溶胀聚合物乳胶粒，且应当不和氨水反应，其加人量应为聚合物质量的12%~100%。常用的粉碎剂有乙醇、乙二醇单丁醚、二甘醇单乙醚等。

③加入氨水，在搅拌作用下即变成透明或半透明的水溶胶。水溶胶粒子直径小，最低成膜温度低，粘度小，流平性好，可制成均匀、致密、高光泽度的涂膜。^[3]

存在介质

自然界的江、河、湖、海都不同程度上有水溶胶的性质，如粘土微粒、有机质（如腐殖质等）、和天然水中的铁、铝、锰的氢氧化合物都是水溶胶，能吸附水中以离子态、分子态存在的污染物。水溶胶是水污染化学研究中的重要内容之一，其理论可应用到水的净化问题上。^[2]

化学特性

这种分散体系有很大的相界面，很易破坏而聚沉且不能复原，其特性是不稳定性、不可逆性、不均匀性和特有的分散度。具有布朗运动、丁铎尔效应和电泳、电渗等现象。^[1]

主要特点

水溶胶是以水为分散介质、透明或半透明、介于乳液和溶液之间的中间状态交替分散液，其粒径为10～100nm，有较高的分散稳定性，配伍形成涂料，其综合性能优异。水溶胶的制备通常是通过乳液聚合或悬浮聚合之后再加氨细化得到，但固化后乳化剂残存在涂膜中，使涂层的附着力、光泽和防水性能变差，影响其应用。

采用相反转乳化法制备无皂水溶胶，消除了单体在水中溶解度的差异，单体进入共聚物的比例只与单体之间的竟聚率有关，因此可以较自由地调节亲水单体／疏水单体的比例、软／硬单体的比例。同时，利用聚合物主链上亲水基团的自乳化能力。^[2]

应用

由于水溶胶涂膜耐水性、耐碱性和对颜料的适应性差，故在实际应用中需要加入20%一30%聚合物量的三聚氰胺六羟甲基乙基醚作为交联剂，可用作钢铁、铜、铝等金属的高光泽涂料，可用喷涂、刷涂、渍涂等方法进行施工。^[3]

2015年2月，自德州农工大学的科学家利用水溶胶材料开发出新的载药系统。这种载药系统可以利用水溶胶材料上的微孔包载药物并起到缓释的效果。研究人员将一种细胞壁中常见的藻阮酸盐与碳酸钙纳米颗粒结合起来而形成了这一纳米载药系统。研究人员介绍说这一材料在药物包载和体内成像上都会有重要应用。^[2]

参考资料

[1] 《环境科学大辞典》编委会 . 环境科学大辞典：修订版 : 中国环境科学出版社 ，2008-09 . 630 .

[2] 水溶性防水胶简介 水溶性防水胶特点 - 房天下装修知识 · 房天下[引用日期2021-12-06]

[3] 耿耀宗，曹同玉主编 . 合成聚合物乳液制造与应用技术 : 中国轻工业出版社 ，1999-06 . 427-428 .

[4] （美）马丁（Martin，I）著；赵卫平，徐健译 . 芳香按摩疗法 : 天津科技翻译出版公司 ，2008-10 . 15 .