某種水溶性蛋白分子,，加入交聯(lián)劑混合均勻后，快速加載到旋轉(zhuǎn)流變儀上,，在37℃會逐漸形成凝膠,。凝膠過程如圖1所示，樣品初始狀態(tài)黏性模量G”大于彈性模量G’,，代表體系為液體流動狀態(tài),。隨著時間的延長，反應(yīng)逐步進行,，G”和G’出現(xiàn)交點,，出現(xiàn)交點的時間即為樣品在特定頻率下（1Hz）的凝膠點(Gel point)。凝膠點后,，G’大于G”代表彈性三維網(wǎng)絡(luò)的形成,。后期模量趨于穩(wěn)定，代表凝膠趨于結(jié)束,。隨著反應(yīng)物濃度的提高（濃度3＞2＞1）,，凝膠速度逐漸加快，30min后形成的凝膠強度也逐漸提高,。

圖1,、3種不同反應(yīng)物濃度溶液的凝膠過程

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某些溫敏型水凝膠具有可逆凝膠轉(zhuǎn)變特征。如圖2的卡拉膠溶液,，溫度較高時為液態(tài),，降溫后可轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以流動的凝膠態(tài)（Gel point=40.7℃），升溫又可轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢鲃拥囊簯B(tài)（63.1℃）,，再降溫又可逆轉(zhuǎn)變?yōu)槟z,。這種可逆的特性在許多應(yīng)用場合，非常具有實用價值,。

圖2,、卡拉膠溶液的可逆溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變

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水凝膠的強度,，指其彈性模量G’和黏性模量G”與頻率的關(guān)系。其中彈性模量G’又稱儲能模量,，可代表凝膠的剛硬程度,，其值越大,，凝膠越硬,；黏性模量G”又稱損耗模量，其與G’的比值可表征凝膠形變后的回彈能力,，比值越小,，凝膠形變后越易回彈而不至于流動。模量的具體值要符合特定應(yīng)用場景的要求,，如人體皮膚的彈性模量約10⁵~10⁶ Pa,。模量與頻率的關(guān)系可反映凝膠化的程度，如完全凝膠化的樣品（三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)完整）,，在測試的頻率范圍內(nèi)(0.1-100 rad/s),，G’>G’’，且G’與頻率的變化關(guān)系不大,。如下圖3,。

圖3、某種凝膠的強度測試（點擊查看大圖）

許多應(yīng)用場景下（如玻尿酸類凝膠,、自修復(fù)人體組織）,，水凝膠會發(fā)生較大的形變（超過線性黏彈區(qū)LVR），之后恢復(fù)到初始狀態(tài)的能力決定了質(zhì)量的優(yōu)良,。此性能可通過躍階振蕩來表征,。先小形變（G’>G”），后大形變（G’<G”）,，再恢復(fù)到小形變,，并且循環(huán)多次，如圖4,。實驗結(jié)束后,，模量恢復(fù)的多少可表征樣品的結(jié)構(gòu)恢復(fù)能力。

圖4,、Gel 1的結(jié)構(gòu)破壞和恢復(fù)（點擊查看大圖）