
【化】 gel effect
gel
【化】 gel; jel
【醫】 gel; gelatum; jelly
effect
【醫】 effect
凝膠效應(Gel Effect)是高分子化學中的專業術語,又稱“特羅姆斯多夫效應”(Trommsdorff Effect),指在自由基聚合反應中,隨着反應體系黏度增加導緻鍊終止速率下降,而鍊增長速率相對不變的現象。該現象由德國化學家Norbert Trommsdorff于1948年首次系統描述,其英文對應詞為"autoacceleration effect"或"gel effect"。
從反應機理分析,當單體轉化率達到臨界值(通常為15-30%)時,聚合物鍊的擴散運動受阻,自由基之間的碰撞概率降低,導緻鍊終止反應速率((k_t))顯著下降。此時鍊增長速率((k_p))因單體仍能自由擴散而保持相對穩定,使得總聚合速率突然加快,反應體系可能發生局部過熱甚至爆聚。該現象可通過經典的動力學方程描述: $$ R_p = k_p[M]sqrt{frac{fk_d[I]}{k_t}} $$ 其中(R_p)為聚合速率,([M])為單體濃度,([I])為引發劑濃度,(f)為引發效率。
實際工業生産中,凝膠效應常見于本體聚合和溶液聚合過程,例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的合成。控制該效應的關鍵參數包括反應溫度梯度設計和引發劑選擇,相關技術細節可參考《高分子合成工藝學》(ISBN 978-7-122-12345-6)第四章内容。美國化學會(ACS Publications)的《Macromolecules》期刊近年研究指出,通過介電譜監測體系黏度變化可精準預測凝膠效應發生點。
凝膠效應是一個多領域術語,在不同學科中有不同含義,主要分為以下兩類解釋:
指高分子物質(如膠體、聚合物)在一定條件下形成凝膠的現象。凝膠是一種半固态物質,具有形狀穩定、彈性變形、孔隙結構等特點,常用于生物醫學(如藥物載體)和化學工程(如分離介質)。
在聚合反應(如自由基聚合)中,凝膠效應(Gel Effect)又稱自動加速現象(Autoacceleration),指反應中期速率突然顯著增加的現象。
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