DLVO理论

1940－1948年，由Deryagin、Landau、Verwey、Overbeek 建立胶体粒子相互接近时的能量变化及对胶体稳定性影响的相关理论，简称DLVO理论。其理论主要描述胶体粒子间距与能量变化的关系，此作用能量是胶体双电层重迭的电荷排斥能与范德华力加成下的结果。

下图为DLVO示意图，表示胶体粒子之间存在吸引力与排斥力，这两种作用力的大小决定胶体溶液的稳定性，粒子间的吸引力为主要作用，则粒子将产生团聚；而排斥力大于吸引力的状态下，则可避免粒子凝聚而保持胶体的稳定性。

由DLVO曲线，当粒子之间的距离愈来愈短，粒子首先会产生吸引力，若粒子彼此再持续靠近时，则将使得粒子之间产生排斥力，而若粒子越过排斥能障，则会快速产生团聚。因此为了使得胶体内的粒子分散稳定性提高，必须提高粒子间排斥力，以避免粒子间产生团聚。

DLVO示意图

胶体的稳定机制

胶体粒子由于具有高表面能而倾向团聚状态，为使胶体系统具有分散稳定性，必须提高粒子间的排斥力。胶体间的稳定机制一般可分为三种：

1）静电稳定机制（Electrostatic stabilization）

2）立体障碍（Steric hindrance）

3）静电立体稳定作用（Electrosteric stabilization），稳定机制如下图所示：

（a）静电斥力、（b）立体障碍、（c）静电立体障碍

静电稳定机制是利用粒子的表面电荷所造成的排斥力，当粒子彼此因吸引力接近时，造成胶体粒子的双电层重迭，由于粒子表面带同性电荷，因此产生排斥力。

然而静电稳定机制易受溶液系统中的电解质浓度影响，当溶液内的电解质浓度过高时将造成粒子表面双电层压缩，反而造成粒子的凝聚。立体障碍的稳定机制是利用高分子吸附于胶体粒子表面，其作用会产生两种不同的效应提升粒子间的排斥力：

1）渗透压效应（Osmotic Effect）

是当两胶体粒子接近时，高分子长链吸附于粒子表面或溶液内的残余高分子会介在粒子之间，此时粒子间的高分子浓度不断提高将引起渗透压的变化，周围介质进入两粒子之间，排开彼此距离，而达到分散稳定的效果。

2）空间限制效应（Volume restriction effect）

为吸附于粒上表面的高分子具有一定的空间阻碍，当粒子距离缩短，由于高分子并无法穿透粒子，高分子将产生压缩，致使弹性自由能上升，因而排开粒子，达到分散的效果。

相较于静电稳定机制，高分子立体障碍具有许多优点。静电稳定机制极容易受环境影响而失去效果，无法应用于高电解质环境或是有机系统溶液。

然而高分子立体障碍对电解质浓度相对不敏感，而且于水溶液或在有机溶剂中具有相等的效率，并且高分子立体障碍亦不因胶体固含量而影响效果。高分子吸附于胶体粒子表面时，即使产生团聚亦为软团聚，可简单的破除团聚现象，即使胶体粒子经过干燥程序，仍然是可以再度分散于溶剂中。

因此立体障碍对于分散稳定性的作用相对较静电稳定效应高。静电立体稳定作用则是同时具有静电稳定机制与立体障碍，粒子表面所接枝的高分子上带有电荷，使两种不同稳定机制加成，可让胶体粒子具有良好的分散稳定性。