吸水膨脹是指吸水性能好的材料吸收液體後，體積變大，發生的膨脹的現象。
基本介紹
- 中文名：吸液膨脹
- 外文名：Suction swelling
- 所屬學科：材料科學
- 現象：體積膨脹變大
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簡介
吸水材料中含有足夠量的親水性基團或物質，當它與水接觸時，水分子會通過表面吸附、毛細管作用及擴散等進入其內部，與材料中的親水性基團或物質形成極強的結合力，隨著水分子的不斷增加，材料會發生膨脹形變。
吸水膨脹橡膠
吸水膨脹橡膠是20世紀70年代末日本開發的一種新型功能高分子材料，被廣泛套用於隧道、捷運、涵洞、水下工程、海上採油以及城鎮供水設施等。吸水膨脹橡膠是通過在橡膠基體中引入親水基團或親水組分製成，其吸水後可膨脹至自身質量或體積的數倍乃至數百倍，充滿所接觸的不規則表面、空穴及間隙，同時產生巨大的接觸壓力以達到密封止水的效果。
吸液膨脹機理
吸水膨脹橡膠與水接觸時，水分子通過擴散、毛細及表面吸附等物理作用進人橡膠內，與橡膠中的親水性基團形成極強的親和力。水分的進人使橡膠內外形成滲透壓差，並促使親水性組分不斷吸收水分，致使橡膠發生形變。當橡膠抗形變力和滲透壓達到平衡時，吸水膨脹橡膠達到穩定狀態。橡膠和親水組分種類繁多，而且親水組分吸水(鹽水)速率、吸水(鹽水)率、在吸水膨脹橡膠中的分散狀態以及橡膠相力學性能等均對吸水膨脹橡膠的吸水膨脹過程有影響。一般認為水分子從水相向吸水膨脹橡膠中的擴散過程主要與水分子在橡膠相中的擴散過程以及橡膠相高分子鏈段的鬆弛過程有關。當水分子擴散速率小於橡膠相高分子鏈段鬆弛速率時，擴散過程為控制步驟，當水分子擴散速率與橡膠相高分子鏈段鬆弛速率相近時，擴散過程為非 Fickian擴散過程。
