凝胶溶胀度英文解释翻译、凝胶溶胀度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 gel swelling
分词翻译:
凝胶的英语翻译:
gel
【化】 gel; jel
【医】 gel; gelatum; jelly
溶胀的英语翻译:
【化】 swelling
度的英语翻译:
consideration; tolerance; degree; limit; linear measure; surmise; estimate
extent
【计】 degrees; k.w.h.
【化】 dimension; kilowatt hour
【医】 Deg.; degree
【经】 degree
专业解析
凝胶溶胀度的详细解释(汉英词典视角)
一、术语构成与基本定义
- 凝胶(Gel):指高分子网络结构吸收溶剂后形成的三维交联体系,具有固体弹性与液体粘性的双重特性。英文对应 "Gel"。
- 溶胀(Swelling):指凝胶吸收溶剂后,其体积或质量显著增大的现象。英文对应 "Swelling"。
- 溶胀度(Degree of Swelling):定量描述凝胶溶胀程度的物理量,通常指凝胶在溶胀平衡时吸收的溶剂体积(或质量)与干凝胶初始体积(或质量)的比值。英文对应 "Degree of Swelling" 或 "Swelling Ratio"。
二、学科定义与机制
在材料科学(尤其高分子化学)中,凝胶溶胀度是表征交联聚合物网络在溶剂中膨胀能力的关键参数。其核心机制在于:
- 溶剂化作用:溶剂分子与聚合物链段间的亲和力(如氢键、范德华力)驱动溶剂渗入网络。
- 网络弹性抵抗:交联点限制聚合物链段的无限伸展,产生收缩应力。
- 平衡状态:当溶剂渗透压与网络弹性收缩力达到平衡时,溶胀停止,此时的溶胀程度即为溶胀度。
三、量化表达(计算公式)
溶胀度有多种表达方式,常见定义及公式如下:
- 质量溶胀度(Qₘ):
$$
Q_m = frac{W_s - W_d}{W_d}
$$
其中:
- $W_s$ 为溶胀平衡时凝胶的质量,
- $W_d$ 为干凝胶的质量。
- 体积溶胀度(Qᵥ):
$$
Q_v = frac{V_s}{V_d}
$$
其中:
- $V_s$ 为溶胀平衡时凝胶的体积,
- $V_d$ 为干凝胶的体积。
- 溶胀比(Swelling Ratio):有时也直接指代 $Q_m$ 或 $Q_v$。
四、影响因素
凝胶溶胀度受多种因素影响:
- 交联密度:交联点越多(交联密度越高),网络弹性越大,溶胀度越低(Flory-Rehner 理论)。
- 聚合物-溶剂相互作用参数(χ):χ 值越小(溶剂与聚合物亲和性越好),溶胀度越高。
- 温度:温度变化影响聚合物链段运动能力和溶剂化作用,进而影响溶胀度(可能存在体积相变)。
- 凝胶电荷密度(对聚电解质凝胶):离子基团产生的渗透压和静电排斥力显著影响溶胀行为。
- 溶剂性质:溶剂的极性、离子强度、pH 值等均对溶胀度有重要影响。
五、应用与意义
凝胶溶胀度是评价凝胶材料性能的核心指标,在以下领域至关重要:
- 水凝胶:用于药物控释(溶胀度影响载药量与释放速率)、组织工程支架(溶胀度影响孔结构与细胞相容性)、传感器(溶胀度变化响应环境刺激)。
- 吸水材料:如卫生用品、保水剂,高溶胀度是核心性能要求。
- 分离膜与色谱介质:溶胀度影响孔径和分离选择性。
- 智能材料:溶胀度对环境(pH、温度、离子强度、光、电场等)的响应性是实现“智能”功能的基础。
权威参考来源:
- 高分子科学经典教材:Flory, P. J. Principles of Polymer Chemistry. Cornell University Press. (阐述凝胶溶胀理论基础)。
- 材料科学手册:Polymer Data Handbook. Oxford University Press. (提供各类聚合物凝胶的标准测试方法与典型溶胀数据)。
- 国际标准:ISO 标准(如涉及水凝胶医疗器械的 ISO 10993 系列)常包含对溶胀性能的测试要求与规范。
- 专业词典:IUPAC Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book") (提供溶胀、凝胶等术语的标准化定义)。
网络扩展解释
凝胶溶胀度是衡量凝胶吸收液体后体积或质量变化程度的关键指标,其定义、计算方式及影响因素可总结如下:
1.定义
凝胶溶胀度指在一定温度下,单位重量或体积的凝胶所能吸收液体的极限量。它反映了凝胶网络中溶剂分子渗透和膨胀的能力,是弹性凝胶的重要特性。
2.计算公式
溶胀度通常以质量或体积变化表示:
- 质量法:
$$ Q = frac{m_2 - m_1}{m_1} $$
其中,( m_1 )为干燥凝胶质量,( m_2 )为溶胀后凝胶质量。
- 体积法:
$$ Q = frac{V - V_0}{V_0} $$
( V_0 )为原始体积,( V )为溶胀后体积。
3.溶胀过程的两个阶段
- 第一阶段:溶剂分子快速进入凝胶网络,与大分子形成溶剂化层,伴随放热和体积收缩(凝胶体积增加量小于吸收的液体体积)。
- 第二阶段:液体持续渗透,凝胶体积显著增大,达到溶胀平衡。
4.影响因素
- 液体性质:溶剂的极性、分子大小直接影响渗透效率。
- 温度:温度升高通常加速溶胀,但过高可能导致凝胶结构破坏。
- 交联度:聚合物网络交联度越高,溶胀度越低(空间限制溶剂吸收)。
5.应用与补充
- 实际意义:溶胀度常用于评估水凝胶在医药、环保等领域的适用性(如药物缓释、废水处理)。
- 英文术语:凝胶溶胀度的英文为“gel swelling”。
如需进一步了解实验测定方法或具体应用案例,可参考、5、6的原始资料。
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