Гели в химии кратко

Обновлено: 05.07.2024

гель (англ. gel) — (от лат. gelo - застываю или gelatus - замороженный, неподвижный): 1) в коллоидной химии — дисперсная система с жидкой средой, в которой частицы дисперсной фазы образуют пространственную структурную сетку; 2) в химии полимеров — неплавкий и нерастворимый продукт поликонденсации или полимеризации.

Описание

Гель представляет собой студенистое тело, способное сохранять форму и обладающее упругостью и эластичностью. Пространственная сетка образована частицами дисперсной фазы, которые соединены между собой с помощью межмолекулярного взаимодействия.

Гели могут образоваться при коагуляции золей, когда контакты между частицами легко и обратимо разрушаются при механических и тепловых воздействиях (см. золь-гель переход). Различают гидрогели и органогели, где в качестве дисперсионной среды выступают вода и органические соединения соответственно. При высушивании гелей, в зависимости от метода удаления дисперсионной среды, могут быть получены аэрогели, амбигели, криогели и ксерогели, значительно отличающиеся плотностью и особенностями микроморфологии.

Большинство гелей термодинамически неустойчиво и подвержено старению, которое сопровождается изменением (чаще всего усадкой и уплотнением) пространственной сетки.

Примеры веществ, образующих гели: аморфный (гелеобразный) гидроксид алюминия переменного состава Al₂O₃·nH₂O, гидрогели кремниевых кислот (nSiO₂·mH₂O). При их высушивании получают, соответственно, алюмогель и силикагель — пористые вещества, используемые в качестве сорбентов и носителей для катализаторов.

В химии и технологии полимеров гелями являются набухшие в водной среде ионообменные смолы; пространственно-сшитые декстраны (сефадексы) и полиакриламиды; набухшие в жидких углеводородах сополимеры стирола и дивинилбензола, а также резины на основе натурального и некоторых синтетических каучуков; гидрогели желатины, агара, поливинилового спирта; органогели некоторых эфиров целлюлозы, акрилонитрила.

Вам будет интересно: Омар Мухтар: герой ливийского сопротивления

Определение понятию дает коллоидная химия – наука, изучающая дисперсные системы и поверхностные явления.

Что такое гель с точки зрения химии? Гель – это такая дисперсная система с дисперсионной средой, в которой частицы фазы формируют пространственную структурную сетку. В состав геля входят как минимум два компонента.

Гель – коллоидная система

Дисперсными называют такие системы, в которых частицы одного вещества равномерно распределены среди частиц другого вещества. В таких системах различают:

Вам будет интересно: Al2(SO4)3 молярная масса и структурная формула

Дисперсной системой, например, является туман. Здесь дисперсионная среда – газообразная, в ее роли выступает воздух, а дисперсная фаза – жидкая, ею являются частички воды, распределенные в воздухе. Примеров дисперсных систем много. Все эти системы отличаются по агрегатному состоянию фазы и среды, а также по степени измельченности частичек фазы. Наибольшая степень измельчения фазы - до отдельных молекул – в истинных растворах. Здесь нет поверхности раздела между частицами – молекулами фазы и среды. Такие системы называют гомогенными, они устойчивы. Примеры истинных растворов: раствор серной кислоты, воздух, морская вода, чугун.

В грубодисперсных системах размер частиц - более 100 нм, это крупные частички, которые можно увидеть невооруженным глазом. Между частицами фазы и среды можно выделить поверхность раздела, поэтому такие системы называют гетерогенными, они неустойчивы и со временем расслаиваются. Примеры грубодисперсных систем: измельченный мел в воде, побелка, строительные растворы, зубная паста, растительное масло в воде, молоко.

Частички фазы размером от 1 до 100 нм образуют коллоидные растворы. Эти системы характеризуются особыми свойствами, не характерными для истинных растворов и грубодисперсных систем. Коллоидные растворы – микрогетерогенные довольно устойчивые системы, их частицы не оседают со временем под действием силы тяжести. Примеры: водные коллоиды сульфидов металлов, серы.

Вам будет интересно: Равновесие - это что такое?

Гели определяют по степени дисперсности фазы к коллоидным системам.

Агрегатное состояние фазы и среды в гелях

В зависимости от агрегатного состояния дисперсионной среды и дисперсной фазы различают 8 типов дисперсных систем. Если среда – газ, то фаза может быть жидкостью (мы уже рассматривали туман) или твердым веществом. Например, дым или смог – в газообразной среде распределены частички твердой фазы. Оба варианта систем называют аэрозолем.

Если средой является жидкость, а в ней распределены твердые частички фазы, то такая система называется золем или суспензией, в зависимости от размера частиц. Из золей при определенных условиях получаются гели.

По определению химии гели – дисперсные системы, в которых дисперсионная среда – твердое вещество, дисперсная фаза – жидкость. То есть гель – название типа дисперсионной системы наряду с эмульсией, аэрозолем, суспензией и др.

Гели – растворы, потерявшие текучесть

Некоторые растворы высокомолекулярных веществ и золей при длительном хранении могут превращаться в гели. Частицы ВМС или золя связываются между собой, образуя сплошную сетку. Внутрь такой сетки проникают частицы растворителя. Таким образом, дисперсионная среда и дисперсная фаза меняются своими ролями. Фаза становится непрерывной, а частицы среды – изолированными. Так, система теряет текучесть и приобретает новые механические свойства. Что такое гель? Это коллоидные системы, потерявшие текучесть вследствие формирования в них внутренних структур.

Некоторые гели со временем расслаиваются, при этом происходит самопроизвольное выделение жидкости. Это явление называют синерезисом. Наблюдается уплотнение пространственной сетки, уменьшение объема геля, образование так называемого твердого коллоида.

Образование твердого коллоида из геля – обычное природное явление. Например, суть свертывания крови заключается в превращении фибриногена, растворимого белка, в фибрин - нерастворимый белок. В обычных условиях свертывание крови – жизненно необходимый процесс. Синерезис важен при приготовлении творога, сыра. В этих случаях явление синерезиса – полезное. Однако часто это явление нужно предотвращать, так как оно определяет сроки хранения и годности различных гелей – медицинских, косметических, пищевых. К примеру, мармелад и суфле при длительном хранении начинают выделять жидкость и становятся непригодными к употреблению.

Процессы превращения золя в гель и геля в твердый коллоид обратимы. Например, белок желатин, представляющий собой твердый коллоид, при набухании в воде превращается в желе – гель. Важно соблюдать температурный режим, доводить желатин до кипения, но не кипятить, иначе структура разрушается, и гель превращается в золь, приобретая текучесть.

При высыхании гели необратимо разрушаются.

Классификация гелей

В зависимости от химического характера дисперсионной среды различают гели: гидрогели, алкогели, бензогели и др. Гели, бедные жидкостью или совершенно безводные, называют ксерогелями. Ксерогелем является столярный клей в плитках, крахмал, сухой листовой желатин. Сложными по составу ксерогелями являются печенье, мука, сухари.

Некоторые гели содержат мало сухого вещества, но все равно обладают пространственной структурой. Это кисель, студень, простокваша, растворы мыл. Их называют лиогелями.

Выделяют группу коагелей. Это студенистые осадки, которые получаются при коагуляции золей (кремниевой кислоты, гидроксида железа (III) и пр.) и высаливании растворов полимеров. В коагелях дисперсионная среда образует отдельную фазу, только небольшая часть среды связана.

Использование и значение гелей в медицинской практике

В медицине гели используют:

при проведении ультразвуковых и электрографических исследований;
для создания искусственных суставов, связок;
для остановки кровотечения закупоркой (эмболией) сосудов;
для восстановления роговицы;
антибактериальные, противовирусные гели;
разогревающие гели для обезболивания различных частей опорно-двигательного аппарата;
охлаждающие гели при травмах.

Разогревающие гели

Разогревающие гели повышают проницаемость капилляров за счет компонентов, входящих в их состав – это пчелиный и змеиный яд, экстракт перца; менее выраженным действием обладает метилсалицилат. Эти компоненты вызывают увеличение кровенаполнения сосудов – гиперемию, таким образом повышая местный теплообмен. Разогревающие гели применяют местно при различных поражениях опорно-двигательного аппарата – суставов, мышц, связок, сухожилий. Их используют для снятия отечности, снижения болезненности, активизации циркуляции крови в области поражения. Разогревающие гели используют спортсмены перед тренировками для подготовки мышц. Мышечная ткань под действием компонентов геля разогревается и поэтому меньше повреждается во время занятия, что предотвращает растяжения и травмы. Использование таких гелей после тренировки помогает снимать напряжение мышц и усталость.

Популярные разогревающие гели изготавливают на основе:

капсаицина перца или его синтетического аналога – "Финалгон", "Капсикам";
яда пчел и змей – "Випросал";
диклофенака, ибупрофена, индометацина - нестероидных противовоспалительных веществ – "Диклофенак", "Ортофен", "Индометацин".

При использовании разогревающих средств необходимо ознакомиться с инструкцией по применению гелей, учесть противопоказания и соблюдать частоту применения.

Охлаждающие гели

Разогревающие гели нельзя применять сразу после травм. В это время необходимо использовать наоборот охлаждающие средства. Лучше всего ненадолго приложить лед и использовать холодный компресс. Спортсмены применяют специальные охлаждающие спреи. Затем можно нанести охлаждающий гель, например с ментолом. Охлаждение предотвращает развитие отека и воспаления, обезболивает. Холод нужно применять в первые сутки после травмы. Через 2-3 дня начинают использовать разогревающие средства, усиливающие местный кровоток, что способствует рассасыванию гематом.

Определение прочности геля

Производителям медицинских, фармацевтичеких, косметических гелей необходимо знать их твердость. Эластичность и сила разрыва гелей важна для изготовления коронарных стентов, материал которых должен быть сходен по механическим свойствам с живой тканью; контактных линз, свечей, гелеобразных смазочных веществ, питательных средств для культивирования микроорганизмов. Прочность гелей важна при изготовлении зубных паст, кремов, пастилок.

Для определения прочности геля по Блуму используют прибор Блума. На нем определяют нагрузку, необходимую для продавливания поверхности геля цилиндрической насадкой определенным диаметром (12,7 мм) на глубину 4 мм.

Определение этого понятия дает коллоидная химия — наука, изучающая дисперсные системы и поверхностные явления.

Что такое гель с точки зрения химии? Гель представляет собой такую дисперсную систему с дисперсионной средой, в которой частицы фазы образуют пространственную структурную сеть. Гель содержит как минимум два компонента.

Гель – коллоидная система

Дисперсные системы — это такие, в которых частицы одного вещества равномерно распределены между частицами другого вещества. В таких системах различают:

Система рассеивания, например, туман. Здесь дисперсионная среда является газообразной, в ее роли — воздух, а дисперсная фаза — жидкой, это частицы воды, распределенные в воздухе. Есть много примеров дисперсных систем. Все эти системы различаются агрегатным состоянием фазы и среды, а также степенью крупности фазовых частиц. Наибольшая степень измельчения фаз — до отдельных молекул — наблюдается в реальных растворах. Границы раздела между частицами — фазовыми молекулами и средой нет. Такие системы называются однородными, они устойчивы. Примеры истинных растворов: раствор серной кислоты, воздух, морская вода, чугун.

В крупнодисперсных системах размер частиц превышает 100 нм; это крупные частицы, которые можно увидеть невооруженным глазом. Можно различить границу раздела между фазой и частицами среды; поэтому эти системы называются гетерогенными, нестабильными и расслаиваются во времени. Примеры систем грубого диспергирования: измельченный гипс в воде, известь, строительный раствор, зубная паста, растительное масло в воде, молоко.

Фазовые частицы размером от 1 до 100 нм образуют коллоидные растворы. Эти системы характеризуются особыми свойствами, не свойственными истинным растворам и крупнодисперсным системам. Коллоидные растворы представляют собой достаточно устойчивые микрогетерогенные системы, их частицы не оседают со временем под действием силы тяжести. Примеры: водные коллоиды сульфидов металлов, сера.

Гели определяются степенью дисперсности фазы в коллоидных системах.

Агрегатное состояние фазы и среды в гелях

В зависимости от агрегатного состояния дисперсной среды и дисперсной фазы различают 8 типов дисперсных систем. Если среда представляет собой газ, то фаза может быть жидкостью (мы уже рассматривали туман) или твердым телом. Например, дым или смог: частицы твердой фазы распределены в газовой среде. Обе системы называются аэрозолями.

Если среда является жидкой и в ней распределены частицы твердой фазы, такая система называется золем или суспензией, в зависимости от размера частиц. Гели получают из золей при определенных условиях.

По химическому определению гели — это дисперсные системы, в которых дисперсионная среда является твердой, а дисперсная фаза — жидкостью. То есть гель — это название типа дисперсной системы наряду с эмульсией, аэрозолем, суспензией и т.д.

Гели – растворы, потерявшие текучесть

Некоторые растворы высокомолекулярных веществ и золей могут превращаться в гели при длительном хранении. ВМС или частицы золя связываются вместе, образуя непрерывную сеть. Частицы растворителя проникают в эту сетку. Таким образом, дисперсионная среда и дисперсная фаза меняют свои роли. Фаза становится сплошной, и частицы среды становятся изолированными. Таким образом, система теряет текучесть и приобретает новые механические свойства. Что такое гель? Это коллоидные системы, утратившие текучесть из-за образования в них внутренних структур.

Некоторые гели со временем расслаиваются с самопроизвольным выделением жидкости. Это явление называется синерезисом. Наблюдается уплотнение пространственной сетки, уменьшение объема геля и образование так называемого твердого коллоида.

Образование твердого коллоида из геля — обычное естественное явление. Например, суть свертывания крови заключается в превращении фибриногена, растворимого белка, в фибрин, нерастворимый белок. В нормальных условиях свертывание крови — жизненно важный процесс. Синерезис важен при приготовлении рикотты и сыра. В этих случаях полезно явление синерезиса. Однако это явление часто нужно предотвращать, так как от него зависит срок хранения и срок хранения различных гелей — медицинских, косметических, пищевых. Например, варенье и суфле при длительном хранении начинают выделять жидкость и приходят в негодность.

Процессы превращения золя в гель и геля в твердый коллоид обратимы. Например, желатиновый белок, представляющий собой твердый коллоид, при набухании в воде превращается в студенистый гель. Важно соблюдать температурный режим, желатин довести до кипения, но не кипятить, иначе структура разрушается и гель превращается в золь, приобретая текучесть.

После высыхания гели необратимо разрушаются.

Классификация гелей

В зависимости от химической природы дисперсионной среды различают гели: гидрогели, спирты, бензогели и др. гели с низким содержанием жидкости или полностью безводные гели называются ксерогелями. Ксерогель — клей для дерева в плитке, крахмале, желатине в сухих листах. Ксерогели сложного состава — это печенье, мука, сухарики.

Некоторые гели содержат мало сухого вещества, но все же имеют пространственную структуру. Это кисели, кисели, простокваша, мыльные растворы. Их называют лёгель.

Выделяется группа коагелей. Это гелеобразные осадки, которые получаются при коагуляции золей (кремниевая кислота, гидроксид железа (III) и др.) И при посоле полимерных растворов. В коаге дисперсионная среда образует отдельную фазу, связанная лишь небольшая часть среды.

Использование и значение гелей в медицинской практике

В медицине гели используются:

охлаждающие гели при травмах.
создавать искусственные суставы, связки;
остановить кровотечение за счет закупорки (эмболии) сосудов;
антибактериальные и противовирусные гели;
согревающие гели для снятия боли в различных отделах опорно-двигательного аппарата;
восстановить роговицу;
при проведении ультразвуковых и электрографических исследований;

Разогревающие гели

Согревающие гели повышают проницаемость капилляров за счет входящих в их состав компонентов: пчелиного и змеиного яда, экстракта перца; метилсалицилат оказывает менее выраженное действие. Эти компоненты вызывают увеличение кровенаполнения сосудов — гиперемию, тем самым усиливая местный теплообмен. Согревающие гели применяют местно при различных повреждениях опорно-двигательного аппарата: суставов, мышц, связок, сухожилий. Их используют для снятия отеков, уменьшения боли и активации кровообращения в пораженной области. Согревающие гели используются спортсменами перед тренировкой для подготовки мышц. Мышечная ткань нагревается под действием компонентов геля и поэтому меньше повреждается во время упражнений, что предотвращает растяжения и травмы. Использование этих гелей после тренировки может помочь снять мышечное напряжение и усталость.

Популярные согревающие гели изготавливаются на основе:

При использовании согревающих средств необходимо читать инструкцию по применению гелей, учитывать противопоказания и соблюдать кратность использования.

Охлаждающие гели

Согревающие гели нельзя использовать сразу после травмы. В это время необходимо использовать, наоборот, охлаждающие средства. Лучше всего ненадолго приложить лед и использовать холодный компресс. Спортсмены используют специальные охлаждающие спреи. Затем можно нанести освежающий гель, например с ментолом. Охлаждение предотвращает развитие отеков и воспалений, снимает боль. Холод нужно прикладывать в первый день после травмы. Через 2-3 дня начинают использовать согревающие средства, усиливающие местный кровоток, что способствует рассасыванию гематом.

Определение прочности геля

Производители медицинских, фармацевтических и косметических гелей должны знать их твердость. Эластичность и предел прочности гелей важны для изготовления коронарных стентов, материал которых должен быть аналогичен по механическим свойствам живой ткани; контактные линзы, суппозитории, смазочные гели, питательные вещества для разведения микроорганизмов. Сила гелей важна при производстве зубных паст, кремов, таблеток.

Устройство Блума используется для определения прочности геля по Блуму. Определите нагрузку, необходимую для проталкивания поверхности геля с помощью цилиндрической насадки определенного диаметра (12,7 мм) на глубину 4 мм.

Содержание

Структура и свойства

Гели состоят, по крайней мере, из двух компонентов, один из которых образует непрерывную трёхмерную макромолекулярную сетку, выступающую в роли каркаса, пустоты в которой заполнены низкомолекулярным растворителем — дисперсионной средой.

Гели образуются при коагуляции и последующей коалесценции золей, понижении температуры, концентрировании мицеллярных растворов мыл или выделении новой дисперсной фазы из пересыщенных растворов.

Удалением из лиогелей жидкой среды можно получить тонкопористые тела (аэрогели или ксерогели), в которых дисперсная фаза превращается в прочные адгезионные или фазовые (когезионные) пористые структуры. Таковы алюмогель и силикагель, получаемые высушиванием гидрогелей гидроксида алюминия и кремниевых кислот.

Гели термодинамически неустойчивы: вследствие синерезиса дисперсная система самопроизвольно разрушается с выделением жидкой концентрированной фазы в результате самопроизвольного уплотнения структурной сетки. При удалении низкомолекулярного растворителя (высушивании) гели, обычно, необратимо разрушаются.

Применение

Гели широко используются для производства разнообразных косметических, лекарственных препаратов и продукции бытовой химии (для ухода за волосами, для бритья, для наращивания ногтей и т. п.), а также для лабораторных исследований методом электрофореза и др.

Гелями могут заполняться анатомические имплантаты, применяемые в пластической хирургии.

Твердые гели (алюмогель, силикагель) широко применяются как адсорбенты.

Терминология

Также сложились следующие области применения терминов:

См. также

Литература

Элиас Г.-Г. Мегамолекулы. — Л. , 1990. — 272 с.
Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. — М ., 1975. — 481 с.
Папков С. П. Студнеобразное состояние полимеров. — М ., 1974.

Ссылки

Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Коллоидная химия
Физическая химия
Химия полимеров
Мягкое вещество

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Гели" в других словарях:

ГЕЛИ — ГЕЛИ, или же л и, однородные коллоидальные студни, не имеющие видимой микроскопической структуры, содержащие большие количества воды или другой жидкости и обнаруживающие, несмотря на это, свойства твердых тел. В зависимости от связываемой гелем… … Большая медицинская энциклопедия

ГЕЛИ — (от лат. gelo застываю) дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру (сетку). Обладают некоторыми признаками твердых тел: способностью сохранять форму, прочностью,… … Большой Энциклопедический словарь

гели — Мази вязкой консистенции, способные сохранять форму и обладающие упругостью и пластичностью. [МУ 64 01 001 2002] Тематики производство лекарственных средств Обобщающие термины общие, специфические и прочие … Справочник технического переводчика

Гели — – мази вязкой консистенции, способные сохранять форму и обладающие упругостью и пластичностью. [МУ 64 01 001 2002] Рубрика термина: Прочие, замазки Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ГЕЛИ — (от лат. gelo застываю) дисперсные (см.), обладающие некоторыми свойствами твёрдых (см.) (способность сохранять форму, прочность, упругость), имеют вид студенистых масс (желатиновый студень, столярный клей). Свойства Г. обусловлены тем, что в них … Большая политехническая энциклопедия

гели — (от лат. gelo застываю), дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру (сетку). Обладают некоторыми признаками твердых тел: способностью сохранять форму, прочностью,… … Энциклопедический словарь

ГЕЛИ — (от лат. gelo застываю), 1) в коллоидной химии Г. дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, в к рых частицы дисперсной фазы образуют пространств. структурную сетку. Представляют собой твердообразные ( студенистые ) тела, способные… … Химическая энциклопедия

ГЕЛИ — (от латинского gelo застываю) дисперсные системы, обладающие некоторыми свойствами твердых тел (способность сохранять форму, прочность, упругость); типичные гели имеют вид студенистых тел (например, керамическая форма во время извлечения из нее… … Металлургический словарь

Гели — (от лат. gelo застываю) дисперсные системы с жидкой или газообразной дисперсионной средой, обладающие некоторыми свойствами твёрдых тел: способностью сохранять форму, прочностью, упругостью, пластичностью. Эти свойства Г. обусловлены… … Большая советская энциклопедия

Гели — небольшое селение на почтовой дороге из Темир Хан Шуры в Баку. 3 июня 1844 г. Шамиль, желавший вытеснить нас из Мехтулинского ханства, двинулся к селению Г. Генерал Пассек, имея под командой 7 рот пехоты, 2 орудия и четыре сотни казаков атаковал… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ГЕЛИ (от лат. gelo- застываю), 1) в коллоидной химии гели-дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, в к-рых частицы дисперсной фазы образуют пространств. структурную сетку. Представляют собой твердообразные ("студенистые") тела, способные сохранять форму, обладающие упругостью (эластичностью) и пластичностью. Типичные гели имеют коагуляционную структуру, т.е. частицы дисперсной фазы соединены в местах контакта силами межмол. взаимодействия непосредственно или через тонкую прослойку дисперсионной среды. Для них характерна тиксотропия, т.е. способность в изотермич. условиях самопроизвольно восстанавливать свою структуру после мех. разрушения. Такие гели образуются, напр., при коагуляции золей (к о а г е л и), понижении т-ры или концентрировании мицеллярных р-ров мыл, выделении новой дисперсной фазы из пересыщ. р-ров (лио гели). Гели могут возникать в виде рыхлых осадков либо образуют структурную сетку во всем объеме первоначально жидкой системы без нарушения ее макрооднородности. Гели с водной дисперсионной средой наз. гидрогелями, с углеводородной-органогелями.

Гелеобразование (желатинирование, застудневание) возможно при содержании дисперсной фазы в системе в кол-ве всего лишь неск. %, иногда-долей %. Чем более анизометричны частицы и менее лиофильна их пов-сть по отношению к дисперсионной среде, тем меньше содержание дисперсной фазы, при к-ром система теряет текучесть. Распад структуры геля и переход системы в текучее состояние наз. пептизацией. Этот процесс происходит при введении лиофилизующих в-в (см. Лиофилъность и лиофобностъ)или при повышении т-ры.

В т. наз. мезоморфных гелях структурную сетку образует жидкокристаллич. фаза (мезофаза). Такие гели возникают из р-ров дифильных блоксополимеров в термодинамически "плохих" р-рителях по отношению к одному из блоков сополимера. Мезоморфная фаза обычно представляет собой мицеллоподобные пластинчатые или цилиндрич. ассоциаты из тех блоков, к-рые менее растворимы в данном р-рителе; мезоморфные гели образуются и в концентрированных р-рах мылоподобных ПАВ.

Системы, по св-вам подобные гелям, но не обладающие тиксотропией (т. наз. псевдогели), образуются при фазовом расслоении р-ров полимеров, коагуляции и неполной коалесценции каучуковых латексов и эмульсий нек-рых высоковязких нефтепродуктов, жиров, биогенных в-в. Св-вами гелей обладают пены, стабилизованные высокомол. ПАВ, и высококонцентрированные (спумоидные) эмульсии.

Большинство гелей термодинамически неустойчиво; при старении вследствие изотермич. переконденсации или рекристаллизации обратимая по отношению к мех. воздействию коагуляц. структура перерождается в необратимую конденсационно-кристаллизационную. Кроме того, многие гели подвержены синерези су-сокращению объема с выделением жидкой фазы в результате самопроизвольного уплотнения структурной сетки.

Удалением из лиогелей жидкой среды можно получить тонкопористые тела-аэрогели, или ксерогели, в к-рых слабые коагуляц. контакты между частицами превратились в результате сушки в прочные адгезионные или фазовые (когезионные) контакты. Таковы, напр., алюмогель и силикагель-сорбенты, получаемые обезвоживанием гидрогелей соотв. гидроксида алюминия и кремниевых к-т.

2) В химии и технологии полимеров гели-неплавкие и нерастворимые продукты поликонденсации или полимеризации. Момент времени, когда реакц. смесь теряет текучесть вследствие сшивки растущих полимерных цепей, наз. точкой гелеобразования или гель-точкой. Гелями наз. также набухшие в р-рителях сшитые линейные полимеры и р-ры полимеров, потерявшие текучесть вследствие возникновения пространств. молекулярной сетки, стабилизи-ров. хим. или водородной связями либо в результате межмол. взаимодействия. Таковы, напр., набухшие в водной среде ионообменные смолы; пространственно-сшитые декстраны (сефадексы) и полиакриламиды, используемые в гель-проникающей хроматографии; набухшие в жидких углеводородах сополимеры стирола и дивинилбензола, а также резины на основе натурального и нек-рых синтетич. каучуков; гидрогели желатины, агара, поливинилового спирта; органогели нек-рых эфиров целлюлозы, акрилонитрила.

Гелеобразование играет важную роль при использовании промывочных буровых р-ров, в произ-ве мн. полимерных материалов, катализаторов и сорбентов, пищ. продуктов, фармацевтич. и косметич. препаратов, при нанесении разл. рода покрытий. Ксерогели на полимерной основе имеют практич. значение в произ-ве искусств. кожи, мембранных фильтров и др. Образование и распад гелей происходят в природных биохим., почвенных и геол. процессах.

Читайте также: