一 空缺聚沉效应

1954 年 Asakura 和 Oosawa 第一个提出空缺聚沉效应。他们建立起这样一个模型：二平板状胶粒浸入聚合物溶液中，溶质分子被看作为刚球或刚棒且不被吸附。当二平板胶粒靠近到其表面距离小于溶质分子的直径时，在二平板之间区域内完全没有溶质分子，这就形成了完全空缺区。区内为纯溶剂，而区外则为体相溶液。这样，由于区内、外浓度的差异而产生渗透压，施加于平板胶粒上，使它们相互靠拢而发生聚沉。这一平板模型被他们进一步发展而适用于球状胶粒。

假设球形胶粒半径为α聚合物分子刚球的半径为 r，且聚合物分子间不发生相互作用，胶粒中心距为 d。根据 Asakura 和 Oosawa 理论，得到： 当 2α≤d≤2（α+r）时，所产生的渗透吸力位能 UA 为：

U = −π π (2a + 2r − d)² (4a + 4r + d)

A 0 12

式中π0 为极限渗透压。可直接用范特荷甫渗透压方程表示：

π = N 2 kT (2)

0 V

式中 N2 为聚合物分子总个数，V 为溶液的总体积。由此可见，增加聚合物分子的尺寸或溶液的浓度，都会使渗透吸力位能增大，有利于胶体的聚沉。