遇水后,首先是水分子向凝胶网络扩散,而后是水合作用,进入凝胶聚丙烯酰胺的水分子与大分子上的亲水基团作用形成水合层,电离基团电离成聚离子和反离子,聚离子同性电荷间的静电斥力使高分子网络扩张,此过程时间很短,速度快。第三阶段是水的渗透作用,使凝胶吸收大量的水,凝胶网络向空间扩展,体积大幅度增加。凝胶的体积之所以膨胀(或收缩),是由于凝胶内部的溶液与其外部周围的溶液之间存在着渗透压,凝胶本身起到了半透膜的作用。在水凝胶的膨胀过程中,水向凝胶网络扩散渗透基于两个原因:是水在凝胶体系内外存在浓度差;二是凝胶体系要求保持电中性,凝胶中的反离子不能迁移到凝胶之外,使凝胶内外产生离子浓度差,这与高分子电解质溶液的膜渗透现象相似。这些浓度差是水渗入凝胶聚丙烯酰胺使其膨胀的推动力。在凝胶膨胀和高分子网络扩张的同时,产生网络的弹性收缩力(与橡胶网络的弹性现象相似),并随着膨胀体积的增大而增大。网络的弹性收缩力是水渗入凝胶的阻力。当膨胀的阻力与推动力相等时,膨胀达到平衡。