胶粒相互作用的自由能

Feigin 和 Napper 从理论上计算出二平面和二球面状胶粒空缺层重叠时体系自由能的变化。他们认为：当两个胶粒靠拢时会把微贮存器中的溶剂及聚合物分子挤出到体相溶液中，这时体系自由能的变化包括溶剂和聚合物从微贮存器到体相溶液中自由能的变化及溶剂和聚合物混合自由能的变化。他们确定了这一关系式，并据此求出自由能变化与距离的关系曲线。图 3 描述了两个平面胶粒在分子量为 20000 的聚氧乙烯水溶液中不同体积分数浓度Vb下的自由能曲线。从图上可见：（1）不

d

同浓度的三条自由能曲线都具有峰值（在折合距 (r 2 )1/2 ≈1处）和谷值

d

（在 (r 2 )1/2

= 0处），并且在

d (r 2 )1/2

≥2时△Gp = 0；（2）自由能曲线

的峰值和谷值都随溶液浓度的升高而增大。胶体要发生聚沉，胶粒必须要相互靠拢，它必须要越过位能曲线的峰值——势垒。因此势垒越高， 胶粒越难越过，胶体越稳定。