膠體的特征:
膠體是一種物質(zhì)在另一種物質(zhì)中形成的分散體，這種分散體的顆粒為0. 1 ～ 10μm，然而他們不是分子，而是由許多分子組成的聚集體。在這聚集體里，分子的數(shù)目和大小差異很大，有的粒子小得近似分子尺寸，有的則大到用一般顯微鏡就能觀察到。膠體的另一個特征是多相體系。被分散的物質(zhì)為分散相，另一種物質(zhì)為連續(xù)相或叫做分散介質(zhì)。例如丙烯酸聚合物分散在水中，則聚合物是分散相，水是連續(xù)相或分散介質(zhì)。因此，在分散相與分散介質(zhì)之間存在著實際的分界面，這種分界面的大小即相當于粒子的大小，他決定了膠體的許多性質(zhì)。由于膠體分散的粒子極細，因此他具有極大的比表面積。
乳膠漆的基料是高分子聚合物在水中的分散體，也稱作高分子分散液，簡稱
乳液，他屬于膠體范疇的體系。
膠體的表面性質(zhì):
將兩種互不相溶的液體，如油和水在劇烈的攪拌下混合，可以得到一個暫時的分散液。油以極細的顆粒分散在水中，形成乳狀液。如果攪拌一停，便立即分層，這是由于重力和表面張力所致。
溶解的物質(zhì)能顯著改變液體的表面張力。一般來說，無機鹽類增加水的表面張力，而含有親水基團，如羥基等的有機化合物能降低水的表面張力。溶質(zhì)降低表面張力的值，就是界面上的位能，這種界面位能的改變，就是通常所指的吸附作用。想要得到一個比較穩(wěn)定的乳液，就必須設(shè)法降低分散顆粒表面位能，或者說界面張力。凡是具有降低兩種不相溶物質(zhì)之間界面張力的物質(zhì)，叫做表面活性劑。這類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點是分子中兼有一個非極性的憎水基團和一個極性的親水基團。
能夠使乳液穩(wěn)定的表面活性物質(zhì)叫做乳化劑。乳化劑的乳化過程是乳化劑在界面上的吸附作用，因此，界面張力就有改變。界面張力的改變，可以引起兩種可能的結(jié)果：
如果乳化劑可溶于水，同時又能降低水的表面張力，由于吸附定向作用，乳化劑分子吸附膜將油滴分子完全包圍，形成水包油（O/W） 型乳液，如圖1-1。
如果乳化劑可溶于油，同時又能降低油的表面張力，則與上述情況恰好相反，形成油包水（W/O） 型的乳液，如圖1-2。
不管上述哪種情況，如果加入的乳化劑的量恰好能包圍住分散相而形成穩(wěn)定乳液，這時的乳化劑濃度叫做臨界膠束濃度，用CMC 表示。只有乳化劑濃度在CMC 以上，乳液才具有一定的穩(wěn)定性。乳化劑的CMC 用mol /L 表示，其數(shù)值隨乳化劑的種類和乳化體系而變化。
膠體的動力學性質(zhì):
膠體的動力學特點是分散相微粒徑小于1μm 時，在介質(zhì)中具有類似于分子運動的現(xiàn)象，稱為布朗運動。他與分散相的物質(zhì)種類無關(guān)，而與分散相的粒徑、分散介質(zhì)的黏度以及溫度有關(guān)。布朗運動是由于介質(zhì)液體分子從四周碰撞分散相微粒而產(chǎn)生的，它是液體分子運動所產(chǎn)生的從屬現(xiàn)象，是液體分子運動的結(jié)果。它使得膠體溶液也具有擴散行為，不過擴散的速度比真溶液要慢。
膠體的光學性質(zhì):
當一束可見光照射膠體分散液時，由于分散顆粒大小不同，會產(chǎn)生不同的光學現(xiàn)象。我們知道，可見光的波長范圍為0. 4 ～0. 8μm。如果分散相的粒子直徑大于入射光波長，則光線以一定角度由粒子表面反射出來；若粒子直徑小于入射光波長，則光線可繞過粒子；若粒子大小和入射光波長接近時，則光線除有一部分反射或透射外，其余的光線則被進行布朗運動的粒子向各個方向散射。由于不同大小顆粒對光的選擇吸收，散射光的波長也不相同。因此我們利用這個原則可簡單地通過乳液的外觀來估計分散粒子的粒徑大小，如表1-1。
膠體分散液的穩(wěn)定性:
膠體是一種物質(zhì)以極細的顆粒分散在另一種物質(zhì)中所形成的體系，其比表面積極大，體系的熱力學性質(zhì)是自由能增高，也就是說，他在熱力學上是一個準穩(wěn)定體系，他的穩(wěn)定性是相對的、有條件的、不可逆的。對于高分子分散液來說，他的穩(wěn)定主要靠電荷排斥作用和空間隔離作用來實現(xiàn)的。
（1） 電荷排斥作用
這種穩(wěn)定作用通常出現(xiàn)在以離子型表面活性劑作乳化劑的場合。現(xiàn)以肥皂作乳化劑為例加以說明：肥皂溶解在水中立即離解成兩種離子：羧酸根離子（RCOO- ） 和鈉離子（Na +）。首先，帶負電荷的肥皂羧酸根離子由于分散相粒子的吸附作用，被吸附在顆粒的周圍呈單分子膜，親水的羧基負離子朝外，形成一個膠體粒子表面帶負電荷的內(nèi)層。此時，水中的反離子（鈉正離子） 同時受到兩種力的影響，一種是受膠體粒子表面負離子的吸引力，另一種是鈉離子本身所具有的擴散作用力。反離子在這兩種力的影響下，就不可能全部集中在靠近粒子表面的周圍，而是還有少部分擴散在介質(zhì)中。當然，呈越接近粒子表面離子濃度越濃，漸遠漸稀的分布態(tài)。如圖1-3 所示。
另一方面，膠體粒子在運動時，也并不是在與介質(zhì)直接接觸的表面上分開，由于肥皂的羧基負離子的親水性，被吸附在表面上的離子是水化離子，因此，粒子表面有一層水分子固定著，他們隨粒子的移動而一起移動。這樣，反離子擴散在介質(zhì)中，介質(zhì)又分不動的（吸附層） 和可動的（擴散層） 兩部分。可見介質(zhì)中的反離子也被分為兩部分。這就是膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)。
如上所述，由于這種不相等的離子分布，就產(chǎn)生了吸附層對擴散層的電位，該電位只是在粒子和介質(zhì)兩相相對移動時才會出現(xiàn)，叫做ζ（Zeta）-電位。顯然ζ-電位愈高，粒子間的斥力將愈大，膠體就愈穩(wěn)定。反之，如果粒子一旦彼此靠攏到相當接近的程度，就會在范德華力的作用下相互碰撞而凝聚，最終發(fā)生沉降、結(jié)塊，而且是不可恢復的。
（2） 空間位隔作用
這種穩(wěn)定作用通常出現(xiàn)在以非離子型表面活性劑或用水溶性高分子聚合物作保護膠體的場合。當使用非離子型表面活性劑作乳化劑或水溶性高分子聚合物作保護膠體時，乳化劑或保護膠的親水端在水中形成水化膜，后者與乳化劑或保護膠體形成一體吸附在膠體顆粒的表面。只要有這層水化膜存在，粒子與粒子就被隔離開來，阻止了粒子碰撞時可能的結(jié)合，而使膠體得以穩(wěn)定（圖1-4）。以上兩種穩(wěn)定作用，在涂料用高分子分散體中常常同時存在。
需要說明，膠體分散液的穩(wěn)定性并不能簡單地用“是” 或“否” 來作一個質(zhì)的判斷，而是一個包括時間因素在內(nèi)的量的程度問題。所以穩(wěn)定性的尺度應是凝聚和沉降的速度。為了獲得比較穩(wěn)定的乳液，下列因素應予注意。
（1） 乳化劑乳化劑用量不足是導致乳液不穩(wěn)定的重要因素之一。
（2） pH 值酸堿度對乳液穩(wěn)定性影響很大。因為酸度能降低ζ-電位，破壞水化層，促使乳膠凝聚。故乳液常調(diào)整至pH 值偏堿性時貯存。
（3） 電解質(zhì)適量的電解質(zhì)有利于乳液的穩(wěn)定，但加入大量電解質(zhì)時，會立即發(fā)生凝聚和沉降。
（4） 溫度溫度太高或太低都容易降低水化程度，促使ζ-電位變小，容易發(fā)生凝聚。此外，溫度低于0 ，發(fā)生冰凍，則乳膠因水的膨脹將受到極大的傷害而破乳；溫度升高，還會加劇布朗運動，導致膠粒碰撞的機會增多，促進凝聚。
（5） 濃度分散相濃度太高，使粒子十分擁擠，增加了碰撞機會；相互距離太近，容易進入范德華引力范圍。這些都是誘導凝聚的因素。
（6） 機械剪切力機械剪切力會迫使乳化劑從膠體顆粒界面遷移，造成乳液的不穩(wěn)定。
