粘度法测定高聚物分子量

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黏度法测定高分子化合物的分子量

黏度法测定高分子化合物的分子量

二 实验原理

粘度系数η(kg.m-1.s-1):液体在流动中受的阻力。
二实验原理
同T下
0
增比粘度
相对粘度
sp
:(与溶剂比)溶液粘度增加的分数
r :溶液粘度与溶剂粘度的比值
高聚物溶液粘度
纯溶剂粘度 相对粘度
增比粘度
0 sp 1 r 1 0 0
hgr t
4
8Vl
η 为液体的粘度;ρ 为液体的密度; l为毛细管的长度;r为毛细管的半径; t为V体积液体的流出时间; V为流经毛细管的液体体积; h为流过毛细管液体的平均液柱高度; m为毛细管末端校正的参数。
1 1t1 2 2t 2
液t t r 0 水t0 t0
1. 将所测的实验数据及计算结果填入下表中: 原始溶液浓度C1 (g. mL-1);恒温温度 ℃ 溶剂流出时间t0_______、_________、________s t0平均= ________s
c c1=0.03 c2= t1/s t2/s t3/s t平均/s ηr lnηr ηsp ηsp/c lnηr/c
乌氏粘度计

恒温水浴槽

乌氏粘度计
四实验步骤
1. 调节恒温槽温度 37.0± 0.1 3.准备粘度计: B管和C管套橡皮管 垂直入恒温槽(螺旋夹固定) 水面浸没G球,检查垂直。
四 实验步骤
2. 溶液流经时间t的测定 移液管取右旋糖酐溶液4mL加入4ml水(记 C1=0.03g/ml),A口加入。 将B管夹紧,在C管打气(洗耳球),混合均 匀,恒温。 将C管夹紧,在B管将溶液抽至G球1/2处(洗 耳球); 松B管C管,使B管液体下落,当液面流到a刻 度,开始记时,降至b刻度,停止计时,测得a 、b刻度之间的液体流经毛细管所需时间t; 3次(相差0.2-0.3s),平均值。

粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量

实验 3 粘度法测定高聚物分子量利用高聚物溶液的粘度与高聚物分子量的相互关系。

测定粘度可以计算分子量,这种方法称为粘度法,它是目前最常用的方法之一。

一、实验目的1.学习用粘度法测定高聚物分子量。

2.学习粘度法测定高聚物分子量的数据处理方法。

二、原理高分子溶液粘度的大小与其分子量,分子形状,溶液浓度溶剂性质。

温度等因素有关。

由于影响高聚物溶液粘度的因素较多,因此到目前为止,粘度与分子量的关系式还不能由理论式来计算,而是从经验而得。

在一定温度下,高分子溶液的特性粘度。

][η与高分子的分子量M 之间的经验公式:a KM =][η (1)在一定温度时,对某一高聚物—溶剂体系,公式中k 、α是常数,一般可查手册,如本体聚合的甲基丙烯酸甲酯在苯溶剂中,测得温度C ︒±125时,71.01034.12=⨯=-αK ,从实验测得特性粘度][η就可以求出高聚物的分子量。

特性粘度的定义为溶液浓度无限稀的情况下比浓粘度(/)sp c η或比浓对数粘度(1/r n c η)ln ()limlimsp rc c ccηηη→→== (2)式(2)中)(00ηηηηη⋅=x 分别为溶液和纯溶剂在同一温度下的粘度称为相对粘度。

)(00t t t t x ⋅=η分别为稀溶液及纯溶液用同一粘度设计在同一温度下测得的流出时间)单位秒。

而01sp x ηηηηη-==-称之增比粘度。

高聚物溶液的粘度和浓度之间依赖关系。

有下列公式。

2()()spK C cηηη'=+ (3)C cl rn 2)()(ηβηη-=……(4) 从式(3)和(4)可看出比浓粘度spcη和比浓对数粘度cl rn η与浓度c 成线性关系。

因此可以sp c η对c 或c l r n η对c 作图可得出两条直线。

以浓度c 外推射。

两条直线在c =0处。

即纵轴上相交一点。

此点的截距即是特性粘度[η]然后根据(1)求出高聚物的分子量。

由上法求出的高聚物分子量是高聚物的平均分子量ηM 称为粘均分子量。

粘度法测高聚物分子量

粘度法测高聚物分子量

粘度法测高聚物分子量一、实验目的1.掌握粘度法测定高聚物平均分子量的原理。

2.用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定聚乙烯醇的特性粘度,计算聚乙烯醇的粘均分子量。

二、实验原理粘度是液体对流动所表现的阻力。

根据牛顿粘度定律,在流速梯度为dv/ds 时,单位面积液体的粘滞阻力⎪⎭⎫⎝⎛=ds dv f η (2-1)式中的比例常数η称为粘度系数,简称粘度,SI 单位为s Pa ⋅,c.g.s 制单位是泊(P ,1P = 1dyn ⋅s ⋅cm -2),1P =0.1Pa ⋅s 。

测定高聚物分子量的方法很多,其中以粘度法最常用。

因为粘度法设备简单,操作方便,有相当好的精确度。

但是粘度法不是测定分子量的绝对值方法,因为在此法中所用计算分子量的经验方程中的参数,要用其它方法来确定。

因高聚物、溶剂、分子量范围、温度等不同,就有不同的经验方程式。

高聚物溶液的粘度η一般要比纯溶剂的粘度η0大得多,粘度增加的分数叫增比粘度ηsp 按定义式1r 0-=-=ηηηηηSP (2-2) 式中0r /ηηη=,叫相对粘度。

增比粘度随溶液中高聚物浓度的增加而增大。

为了便于比较,通常取单位浓度的增比粘度作为高聚物分子量的量度,可以写成cSPη,叫做比浓粘度。

显然比浓粘度随溶液的浓度c 而变。

当c →0时,比浓粘度趋于一固定的极限值[η],即 []ηη=→cSPc lim(2-3)[]η称为特性粘度,其值可利用c sp /η~c 图用外推法求得,因为根据实验测定[][]c k cSP2'ηηη+= (2-4)因此在)/(c sp η~c 图上的截距即为[]η。

另外,当c →0时,crηln 的极限值也是[]η,因为在浓度趋近于零的极限条件下 ⋅⋅⋅-+-=+=323121)1ln(ln sp sp sp sp r ηηηηη当浓度不大时,可以忽略高次项,即 []ηηη==→→cc sp c rc 00lim ln lim(2-5)()c r /ln η与浓度c 之间的经验公式为[][]c cr 2ln ηβηη-= (2-6) 因此,以)/(c sp η和()c r /ln η对c 作图可以得到两条直线,它们在纵轴上交于一点,截距均为[]η。

粘度法测定聚合物的分子量

粘度法测定聚合物的分子量

一、实验目的1、掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法;2、了解稀释粘度法测定高聚物分子量的基本原理;3、学会外推法作图求[η]并计算粘均分子量M η。

二、实验原理高聚物的分子量是反映高聚物特性的重要指标,是高分子材料最基本的结构参数之一。

其测定方法有:端基测定法、渗透压法、光散射法、超速离心法以及粘度法等。

其中粘度法测试仪器比较简单,操作方便,并有较好的精确度,应用普遍。

高分子溶液具有比纯溶剂高得多的粘度,其粘度大小与高聚物分子的大小、形状、溶剂性质以及溶液运动时大分子的取向等因素有关。

因此,利用高分子粘度法测定高聚物的分子量基于以下经验式:Mark 经验式:式中:[η]-特性粘数M -粘均分子量 K -比例常数α-与分子形状有关的经验参数K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关,也和分子量大小有关。

K 值受温度的影响较明显,而α值主要取决于高分子线团在某温度下,某溶剂中舒展的程度,其数值介于0.5~1之间。

K 与α的数值可通过其它绝对方法确定,例如渗透压法、光散射法等,从粘度法只能测定得[η]。

粘度除与分子量有密切关系外,对溶液浓度也有很大的依赖性,故实验中首先要消除浓度对粘度的影响,常以如下两个经验公式表达粘度对浓度的依赖关系:式中:r η-相对粘度 sp η-增比粘度 sp η/c -比浓粘度c -溶液浓度[]αηKM =(8-1) (8-2)βκ,-均为常数1-=r spηη (8-4)式中:t -溶液流出时间0t -纯溶剂流出时间显然][η即是聚合物溶液的特性粘数,和浓度无关,由此可知,若以c sp /η和c sp /ln η分别对c 作图,则它们外推到0→c 的截距应重合于一点,其值等于][η。

ln rηspCη或C图1 外推法求[η]值图8-1 外推法求][η值三、实验仪器和材料试剂:PV A ,水 仪器:乌氏粘度计 四、实验步骤1、玻璃仪器的洗涤:粘度计先用经砂芯漏斗滤过的水洗涤,把粘度计毛细管上端小球存在的中沙粒等杂质冲掉。

粘度法测定高聚物的分子量-21164322(精)

粘度法测定高聚物的分子量-21164322(精)
比浓粘度ηsp/C:单位浓度下所显示出的增比粘度
特性粘度[η]: 反映高分子与溶剂分子之间的内摩 擦
实验原理
特性粘度:[η] 反映高分子与溶剂分子之间的内摩擦 在无限稀释条件下
(2) 用外推法求[η ]: 方法有二种:
一种是以η SP/C对C作图,外推到C→0的截距值; 另一种是以lnηr/C对C作图,也外推到C→0的截距值
a-b:液体流经a-b之间 的时间即为流出时间
2.药品: 聚乙二醇
乌贝路德粘度计
实验步骤
1.先用洗液将粘度计洗净,再用自来水、蒸馏水分
别冲洗几次,洗好后烘干备用。恒温25℃。

(若不烘干,残留的水会将溶液稀释)
2.溶液流出时间的测定:
(1)加原始浓度的溶液:
用移液管吸取已知浓度(
)的聚乙二醇溶
液10mL/ 15mL ,由A管注入粘度计中;
2.作ηSP/C—C及lnηr/C—C图,并外推到C→0由截 距求出[η]。
3.由公式(1)计算聚乙二醇的粘均分子量,K,α值查 附录二。
聚乙二醇:25℃ K=1.56×10-1dm3·Kg-1,α=0.50 30℃ K=1.26×10-2dm3·Kg-1,α=0.78
注意事项:
1.粘度计必须洁净,高聚物溶液中若有絮状物 不能将它移入粘度计中。
实验原理
特性粘度[η]
比浓粘度
相对粘度ηr
实验原理
测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒 法和落球法。在测定高聚物分子的特性粘度 时,以毛细管流出法的粘度计最为方便。
若液体在毛细管粘度计中,因重力作用流 出时,可通过泊肃叶公式计算粘度。
实验原理
η为液体的粘度;ρ为液体的密度;L为毛细管 的长度;r为毛细管的半径;t为流出的时间;h 为流过毛细管液体的平均液柱高度;V为流经 毛细管的液体体积;m为毛细管末端校正的 参数(一般在r/L<<1时,可以取m=1)。对于 某一只指定的粘度计而言,可以写成下式

黏度法测高聚物分子量(最终版)

黏度法测高聚物分子量(最终版)

华南师范大学实验报告学生姓名平璐璐学号20132401179专业化学(师范) 年级、班级 13级一班课程名称物理化学实验实验项目黏度法测定水溶性高聚物分子量实验类型□验证□设计□综合实验时间 2016 年 4 月 7 日实验指导老师林晓明实验评分一、实验目的1.测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量;2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。

二、实验原理高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能。

与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。

用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η高聚物稀溶液的黏度(η)是流体在流动时摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦力主要有:纯溶剂间的内摩擦,也就是纯溶剂的粘度,记作η0,高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,以及高聚物分子间的内摩擦。

这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明,在相同温度下,η> η0,相对于溶剂,其溶液粘度增加的分数,称为增比粘度,记作sp η,0sp r 0011ηηηηηηη-==-=-r η称为相对粘度,即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。

高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大,为了便于比较,定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度,定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。

当溶液溶液无限稀释,高聚物分子彼此相隔甚远,其相互作用可以忽略不计。

此时比浓粘度趋近于一个极限值,即:[η]称为特性粘度,在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系(关系公式):[][]2spK ccηηη=+ [][]2r ln B cc ηηη=-实验证明,当聚合物、溶剂和温度确定以后,特性粘度[η]的数值只与高聚物平均相对分子量有关,它们之间的半经验关系可用方马克-霍温克方程(Mark-Houwin)来表示M η为平均分子量(黏均分子量),K 是比例常数,a 是与分子形状有关的经验参数。

粘度法测高聚物分子量

粘度法测高聚物分子量

实验5粘度法测定聚合物的粘均分子量一. 实验目的1.加深理解粘均分子量的物理意义。

2.学习并掌握粘度法测定分子量的实验方法。

3.学会用“一点法”快速测定粘均分子量。

二. 实验原理由于聚合物的分子量远大于溶剂,因此将聚合物溶解于溶剂时,溶液的粘度(η)将大于纯溶剂的粘度(η0)。

可用多种方式来表示溶液粘度相对于溶剂粘度的变化,其名称及定义如表8-1所示。

表8-1 溶液粘度的各种定义及表达式名称 定义式量纲 相对粘度 0ηηη=r无量纲 增比粘度 100−=−=r sp ηηηηη 无量纲比浓粘度(粘数)CC r sp1−=ηη浓度的倒数(dl/g ) 比浓对数粘度(对数粘数)CC sp r )1ln(ln ηη+=浓度的倒数(dl/g )溶液的粘度与溶液的浓度有关,为了消除粘度对浓度的依赖性,定义了一种特性粘数,其定义式为:CCrC spC ηηηln limlim][0→→== (8-1) 特性粘数又称为极限粘数,其值与浓度无关,其量纲也是浓度的倒数。

特性粘数取决于聚合物的分子量和结构、溶液的温度和溶剂的特性,当温度和溶剂一定时,对于同种聚合物而言,其特性粘数就仅与其分子量有关。

因此,如果能建立分子量与特性粘数之间的定量关系,就可以通过特性粘数的测定得到聚合物的分子量。

这就是用粘度法测定聚合物物分子量的理论依据。

根据式8-1的定义式,只要测定一系列不同浓度下的粘数和对数粘数,然后对浓度作图,并外推到浓度为零时,得到的粘数或对数粘数就是特性粘数。

实验表明,在稀溶液范围内,粘数和对数粘数与溶液浓度之间呈线性关系,可以用两个近似的经验方程来表示:C Csp2][][ηκηη+= (8-2)C Cr2][][ln ηβηη−= (8-3) 式8-2和式8-3分别称为Huggins 和Kraemer 方程式。

当溶剂和温度一定时,分子结构相同的聚合物,其分子量与特性粘数之间的关系可以用MH 方程来确定,即:αηKM =][ (8-4)在一定的分子量范围内,K , α是与分子量无关的常数。

粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量高聚物分子量是评价高聚物性质的重要指标之一。

粘度法是一种常用的测定高聚物分子量的方法。

本文将介绍粘度法的原理、测量方法及注意事项。

一、粘度法测定高聚物分子量的原理高聚物在溶液中的流动特性与其分子量有关。

分子量较大的高聚物在溶液中会形成较高浓度的聚合体,聚合体之间的热运动会受到阻碍,导致溶液的粘度增加。

因此,溶液的粘度与高聚物分子量成正比。

利用该原理,可以通过测定高聚物在溶液中的粘度来确定其分子量。

常用的粘度测量方法有旋转粘度计法、滴定粘度计法和玻璃密封管法等。

二、旋转粘度计法测定高聚物分子量在旋转粘度计法中,测量高聚物溶液在不同转速下的粘度,并利用氢氧化钠溶液对高聚物分子做标准化处理,从而计算出高聚物的分子量。

具体测量步骤如下:1. 准备高聚物的溶液,其中高聚物的质量浓度应在0.1-1.0g/L之间,一般用异丙醇或二甲基亚砜作为溶剂,同时应注意避免产生泡沫;2. 将旋转粘度计置于稳定的温度下,启动仪器并调整转速至稳定状态;3. 将高聚物溶液倒入粘度计测试杯中,并调整温度至与旋转粘度计相同;4. 测量高聚物在不同转速下的粘度,通常用10rpm和100rpm两种转速测量,每种转速测量三次;5. 将测量数据带入标准化计算公式得到高聚物的相对分子质量(Mw)和粘度平均分子量(Mn)。

四、玻璃密封管法测定高聚物分子量玻璃密封管法是一种直接测定高聚物溶液粘度的方法,需要在室温下严格控制高聚物溶液的密封性。

具体测量步骤如下:1. 准备高聚物的溶液,将溶液倒入玻璃密封管中,同时保证密封严密;2. 将密封管悬置于水槽中,并与相邻秤盘连接,以便测量密度和相对分子质量;3. 测量高聚物溶液的密度,并记录所用的温度;4. 使用标准计算公式计算高聚物的相对分子质量(Mw)和粘度平均分子量(Mn)。

五、注意事项1. 在高聚物的溶液制备过程中要避免产生泡沫,以免干扰粘度测定的准确性;2. 在粘度测定过程中要对仪器有所了解,并遵循测量操作规程,以免造成误差;3. 对于粘度计的使用要注意仪器的清洁,以保证测量精度;4. 不同的粘度测量方法具有不同的适用范围和测量精度,应根据实际需要和条件进行选择。

粘度法测定高聚物的分子量及其相关知识点

粘度法测定高聚物的分子量及其相关知识点

粘度法测定高聚物的分子量[适用对象]药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学(国际交流方向)、生物工程专业[实验学时]4学时一、实验目的1、掌握粘度法测定高聚物相对分子质量的原理。

2、用乌氏粘度计测定聚乙烯醇的特性粘度,计算聚乙烯醇的粘均相对分子质量。

二、实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同,即聚合度不一定相同,所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程的机理和动力学的研究,以及为了改良和控制高聚物产品的性能,高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。

其所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η0,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及ηη>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加0三者之和。

在相同温度下,通常的分数称为增比粘度,记作ηsp ,即ηsp =(η-η0)/η0而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr ,即ηr =η/η0ηr 反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp 往往随质量浓度C 的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp /C 称为比浓粘度,而1n ηr /C 则称为比浓粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可忽略,此时有关系式 [η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量一、粘度法原理粘度法是通过测量高聚物溶液的粘度来确定其分子量的一种方法。

高聚物在溶液中的粘度与其分子间的相互作用力有关,而分子量与这些相互作用力有直接关系。

根据斯托克斯公式,高聚物溶液的粘度与聚合物分子量成正比,关系式为:η=kMα其中,η为溶液的粘度,k为比例常数,M为高聚物的分子量,α为斯托克斯常数,与高聚物的几何形状和溶媒性质有关。

二、粘度法测量步骤1.准备样品:将高聚物样品溶解在合适的溶剂中,制备浓度在0.1~1g/dL之间的溶液。

2.定标:使用已知分子量的聚合物标样,测量其溶液的粘度,并计算其分子量。

根据已知标样的分子量和粘度,可以得到α的值。

3.测量样品:使用粘度计测量高聚物溶液的粘度。

将样品注入测量槽中,控制温度和剪切速率,测量样品的粘度。

4.计算分子量:根据已知标样的分子量和粘度,计算出比例常数k。

将样品的粘度代入斯托克斯公式,计算出样品的分子量。

三、数据处理方法1.统计数据:进行多次测量,并计算平均值和标准偏差,以提高测量结果的准确性和可靠性。

2.校正:使用标定曲线校正测量结果,以消除仪器误差和操作误差对测量结果的影响。

3.分析结果:根据测量结果,对高聚物样品的分子量进行分析和评价。

可以比较不同样品的分子量,或者跟踪同一样品在不同处理条件下的分子量变化。

四、粘度法测量的优缺点1.优点:(1)粘度法测量方法简单,操作方便,不需要复杂的仪器设备。

(2)测量结果准确可靠,精度较高。

(3)可以测量大分子量的高聚物,范围广泛。

2.缺点:(1)粘度法的测试精度受到温度、剪切速率、溶液浓度等因素的影响。

(2)测量时需要保持样品的稳定温度和剪切速率,操作过程较为繁琐。

(3)有些高聚物在溶剂中可能发生聚合或降解反应,影响测量结果的准确性。

综上所述,粘度法可以准确测定高聚物的分子量,具有测量简单、准确可靠等优点,但也存在受干扰因素影响较大、操作繁琐等缺点。

在实际应用中,可以根据需求选择合适的测量方法,并结合其他分析手段提高测量结果的准确性和可靠性。

粘度法测定高聚物的相对分子量

粘度法测定高聚物的相对分子量

粘度法测定高聚物的相对分子量粘度法是一种常用的测定高聚物相对分子量的方法之一、它利用高聚物的溶液在流体中的阻力大小与高聚物的分子量成正比的原理,通过测定高聚物溶液的粘度来确定高聚物的相对分子量。

本文将从实验原理、实验步骤和数据处理三个方面进行详细介绍。

实验原理:高聚物的相对分子量可以通过测定其溶液的粘度来确定。

粘度是液体流动时所表现出的黏滞阻力,它的大小与高聚物分子量的大小成正比。

测量粘度时,通常使用粘度计来测量高聚物溶液在流体中的阻力大小。

根据牛顿黏滞定律,流体的黏滞阻力与流体的剪切速率成正比。

实验步骤:1.实验前准备:a.准备一定浓度的高聚物溶液。

b.准备测量粘度所需的仪器和设备,包括粘度计、搅拌器等。

c.温度控制在恒定的数值,一般为25℃或者其他设定的温度。

2.测量粘度:a.将测量粘度所需的高聚物溶液倒入粘度计中,确保液面平稳。

b.开始测量前,先将粘度计调节到恒定的转速,并等待粘度计的读数稳定。

c.记录下粘度计的读数,该读数表示了高聚物溶液的粘度。

3.重复测量:a.为了提高测量结果的精确度,可以进行多次测量,然后取平均值作为最后的粘度值。

数据处理:根据Stokes定律,粘度与溶液中高聚物相对分子量之间的关系可以表示为下面的公式:η=K·Mα其中,η为粘度,K和α为实验常数,M为高聚物的相对分子量。

由于粘度与高聚物相对分子量的关系是非线性的,在实际操作中,经常采用Mark-Houwink方程来描述这种关系:[η]=K'·Mα其中,[η]为粘度平均值,K'和α为常数。

通过测定不同浓度高聚物溶液的粘度,可以绘制出[η]随高聚物浓度的变化曲线。

从该曲线上可以得到α的值,从而计算出高聚物的相对分子量。

总结:粘度法是一种常用的测定高聚物相对分子量的方法,它通过测量高聚物溶液的粘度来确定相对分子量。

在实验中,需要准备高聚物溶液和测量粘度的仪器设备,并控制温度的恒定性。

粘度法测定高聚物的分子量

粘度法测定高聚物的分子量

粘度法测定高聚物的分子量粘度法是一种测定高聚物分子量的常用方法,它基于高聚物溶液的黏度与聚合物分子量之间的关系。

本文将详细介绍粘度法的原理、实验步骤以及一些注意事项。

1.原理:管式粘度法通过测量液体在两个不同的黏度计毛细管中流动所花费的时间来计算黏度。

旋转式粘度法则通过测量旋转式粘度计在聚合物溶液中旋转的速度和所需要的扭矩来计算黏度。

粘度与分子量之间的线性关系通过马尔斯科尔方程来表示:η=K×[η]+B其中,η表示黏度,[η]表示流体的比流速,K和B为实验常数。

2.实验步骤:(1)准备溶液:将精确称量的聚合物样品按需求溶解在适量的溶剂中,制备一系列不同浓度的溶液。

(2)操作黏度计:按照黏度计的说明书进行仪器的安装和调试,并校正黏度计的读数。

(3)测量黏度:将调整好浓度的聚合物溶液注入黏度计中,记录黏度计指针的初始位置。

(4)测量时间:测量溶液在黏度计中流动所需的时间,通常是由液体通过黏度计的两个刻度的时间差。

(5)重复测量:对同一浓度的溶液进行多次测量,计算其平均值。

(6)数据分析:根据测量结果和马尔斯科尔方程,计算出每个溶液的黏度和比流速。

(7)绘制图表:绘制黏度与浓度的图表,根据线性关系确定直线的斜率和截距。

(8)计算聚合物分子量:利用已知浓度和黏度的数据,带入马尔斯科尔方程,根据计算出的斜率和截距,计算聚合物的平均分子量。

3.注意事项:(1)选取适当的溶剂:溶液的黏度受到溶剂类型和浓度的影响,因此应选择适当的溶剂以获得准确的结果。

(2)稳定性:在进行测量之前应确保溶液的稳定性,以免溶液的流动受到影响。

(3)温度控制:粘度与温度密切相关,应控制好实验过程中的温度,保持稳定。

(4)重复测量:重复测量可以减小测量误差,提高结果的可靠性。

(5)仪器校准:在每次实验之前应对仪器进行校准,以确保准确性和可靠性。

总之,粘度法是一种常用的测定高聚物分子量的方法,通过测量聚合物溶液的黏度来推测聚合物的分子量。

粘度法测定高聚物平均分子量

粘度法测定高聚物平均分子量

粘度法测定高聚物的平均分子量实验目的:掌握粘度法测定高聚物的平均分子量的方法 实验原理:高聚物的平均分子量有数均、质均、粘均平均分子量,测定方法不同,其值也不同。

本实验采用粘度法,是一个简便的相对方法。

粘度定义为单位流速梯度的单位面积的两流层间受到的内摩擦力:ηF Adv dx =单位为Pa.s(即kg.m -1.s -1),常用泊(P= g.cm -1.s -1)、厘泊(CP ),1Pa.s=10 P 。

高聚物有很大的粘度,取决于分子的大小的形状,分子的形状越舒展,粘度越大。

相对粘度ηr 和增比粘度ηsp 是两个表示粘度的量:0sp 00ηηηη ηηηr -== 在稀溶液中,ηsp /c 和ln ηr /c 分别与c 成直线,外推至c=0处相交于同一点,为特征粘度[η],即:sp r 0[η]lim ηlimln ηc c c →→==反映在无限稀释溶液中,高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力。

单位是c -1。

高聚物的特征粘度[η]与平均分子量用Mark-Houwink 经验方程表示:[η]K M αη=常数K 、α与温度、高聚物、溶剂有关,要通过其它方法确定。

乌氏粘度计通过测定一定量体积的液体流经一毛细管所需时间,根据下式得粘度:48h gr t k t lV==πρηρk 为粘度计常数。

同时测定溶剂和溶液在粘度计中的流出时间,可得ηr 。

实验知识点:1. 乌氏粘度计的使用;2. 粘度法测定高聚物的平均分子量的方法; 3. 恒温槽的使用。

实验注意事项:1. 恒温测定,一般在25℃,如室温高,可选择30℃或35℃,但由于采用不同的常数,结果会不同。

为了节约时间,容量瓶可挂入恒温槽预恒温。

2. 分别测定水和5个溶液的流出时间,重复2-3次,浓度从稀到浓。

3. 注意强调粘度计毛细管部分润洗。

4. 测量时注意粘度计要垂直,且要把毛细管的G 球以下都浸入恒温。

5. 实验结束后毛细管一定要洗净,最后装满水,集中放入水桶中。

粘度法测定高聚物的相对分子量

粘度法测定高聚物的相对分子量

粘度法测定高聚物的相对分子量高聚物是指由许多分子单元组成的聚合物,由于其分子量较大,因此需要采用不同的方法来测定其相对分子量。

粘度法是一种比较常用的方法,其原理是通过测定高聚物在溶液中的流动性质,来间接计算高聚物的相对分子量。

一、粘度法原理粘度是液体流动阻力的度量,表示液体分子间相互作用力的大小。

在溶液中,高聚物分子通过溶剂分子间的相互作用形成静电层和水合层,从而增加了流体的阻力。

因此,粘度可以被用来估算高聚物分子量,通过测量高聚物溶液和溶剂的比粘度,计算高聚物的相对分子量。

比粘度定义为:其中,η为溶液的粘度,Ω为摩尔质量,V为体积,c为摩尔浓度。

当固定温度、溶剂和浓度时,高聚物的比粘度随着相对分子量的增加而增加。

在一定浓度下,可以通过测量溶液的粘度和溶剂的粘度来计算比粘度。

因此,根据下式计算高聚物的相对分子量:其中,是比粘度,K为马尔可夫常数,可以计算为:其中,ρ为溶液密度,η0为溶剂的粘度,V为溶液的体积,C为高聚物的浓度,M为高聚物的相对分子量。

二、实验操作1、实验原料和仪器甲基苯、亚甲基蓝、二甲亚砜、甲基纤维素、萘酚指示剂、比色皿、粘度计、pH计、洗涤瓶、加热板等。

2、实验步骤(1)制备高聚物溶液取一定量的甲基纤维素粉末,加入甲基苯中,并加入少量的亚甲基蓝。

将溶液充分搅拌,直到甲基纤维素完全溶解,然后用萘酚指示剂调节pH值在6-8之间。

(2)制备溶剂将二甲亚砜加入甲基苯中,并用萘酚指示剂调节pH值在6-8之间即可制备好溶剂。

(3)测定溶液和溶剂的粘度在两个比色皿中分别加入一定体积的高聚物溶液和甲基苯溶剂,再加入一定量的萘酚指示剂。

用粘度计测量两种溶液的粘度,并记录相关数据。

根据比粘度公式和马尔可夫常数公式,计算高聚物的相对分子量。

三、实验注意事项1、实验操作需要在室温下进行,避免大幅度的温度变化。

2、粘度计的使用需要严格按照说明书进行操作。

3、萘酚指示剂需要加入适量的量才能达到理想的pH值。

粘度法测定高聚物的粘均分子量

粘度法测定高聚物的粘均分子量

粘度法测定高聚物的粘均分子量粘度法是一种常用的测定高聚物粘均分子量的方法,它基于高聚物分子链的流动性和粘度之间的关系。

本文将介绍粘度法的基本原理、实验步骤以及在高聚物领域中的应用。

一、粘度法的基本原理粘度是一种描述流体流动阻力大小的物理量,高聚物分子链的流动性和粘度之间存在着一定的关系。

根据牛顿定律,通过其中一点的液体流体在单位横截面积上的切变速度与单位切变力成正比。

可以用下式表示:η=σ/γ其中,η表示粘度,σ表示切变力,γ表示切变速率。

对于一根长为L、半径为r的柱状体,其受到的切变力可以表示为:F=ηA(∂v/∂z)其中,F表示切变力,A表示横截面积,v表示速度,z表示流体的流动方向。

将公式进行整理后可以得到:η=(F/A)(L/(∂v/∂z))根据流体动力学理论,当高聚物溶液粘度η足够高时,高聚物分子链在流动过程中作用于流体的内摩擦力远大于流体分子的相互作用力,通过一定速度下的流动满足牛顿性质。

根据牛顿定律,可得出以下关系:η=k(Ma/V)其中,η表示粘度,k表示比例常数,M表示高聚物的相对分子质量,a表示高聚物溶液的摩尔浓度,V表示溶液的摩尔体积。

将上述两个公式进行整理和联立,可以得到:M=k(a/η)从上式可以看出,高聚物的相对分子质量与摩尔浓度和粘度之间存在一定的关系。

二、粘度法的实验步骤1.样品的准备:将待测高聚物溶解在适当的溶剂中,制备一系列不同浓度的高聚物溶液。

浓度范围应该足够宽,以便得到精确的分子量测定结果。

2.样品的测定:将所制备的高聚物溶液分别加入粘度计的注射器或测量池中,注意溶液的温度和粘度计的温度应该相同。

粘度计通常有三种类型:玻璃管式粘度计、滚球粘度计和旋转粘度计。

根据粘度计的类型选择合适的实验方法进行测定。

3.数据的处理:根据测得的粘度值和浓度值,可以利用上述原理中的公式计算出高聚物的相对分子质量。

通过绘制浓度与相对分子质量之间的曲线,可以得到线性关系,进而得到高聚物的平均分子量。

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实验五粘度法测定水溶性高聚物分子量一.实验目的1. 测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量;2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。

二.实验原理高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一,相对分子质量不同,高聚物的性能差异很大。

所以不同材料,不同的用途对分子质量的要求是不同的。

测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。

本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一。

它是一种无臭、无味、白色固体物质,易溶于近沸点的热水中,相对分子质量是2∽8×104范围内,选用它来做实验是合乎要求的。

线型高分子可被溶剂分子分散,在具有足够的动能下相互移动,成为黏度态,η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度,是它在流动过程中所存在内摩擦的反映,这种摩擦主要有:溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦,也就是纯溶剂的黏度,记作η0;还有高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦,三者总和表现为高聚物溶液的黏度,记作η。

在同一温度下,高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大,即η>η0,这些黏度增加的分数,叫做增比黏度,记作ηsp,即式中,ηr 称为相对黏度,这指明溶液黏度对溶剂黏度的相对值,仍是整个溶液的黏度行为;ηsp则意味着已经扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。

溶液的浓度可大可小,显然,浓度越大,黏度也就越大,为了便于比较,将单位浓度下所显示的黏度,即引入ηsp/c,称作比浓黏度,其中c是浓度,采用单位为g/mL。

为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应,必须将溶液浓度无限稀释,使得每个高聚物分子彼此相隔极远,其相互干扰可以忽略不记。

这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

这一粘度的极限值记为:[η]被称为特性粘度,其值与浓度无关。

实验证明,当聚合物、溶剂和温度确定以后,[η]的数值只与高聚物平均相对分子质量M有关,它们之间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示:测定高分子的[η]时,用毛细管粘度计最为方便。

当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出是遵守泊肃叶(Poiseuille )定律:ρ为液体的密度;l 是毛细管长度;r 是毛细管半径;t 是流出时间;h 是流经毛细管液体的平均液柱高度;g 为重力加速度;V 是流经毛细管的液体体积;m 是与机器的几何形状有关的常数,在r/l<<1 时,可取m=1。

对某一支指定的粘度计而言,r 、h 、V 、L 、g 、m 均为常数,故如测定是在稀溶液中进行,溶液的密度和溶剂的密度近似相等,则:所以ηsp /c ’和ln ηr /c ’的极限都等于特性黏度[η] ,由此可获得[η]的方法有两种:一种以 ηsp 对 c ’作图外推 c ’→0 的截距值;另一种以 ln ηr/c 对 c ’作图,外推c ’→0 的截距值;或同时作图,两条直线的截距应重合于一点,这样也可以核实实验的可靠性,如图右图所示:根据实验在足够稀的溶液中,这两条直线的方程为:通常不必用溶液的真实浓度作图,而采用对起始浓度的相对浓度作图,c ’为相对浓度,c1为起始浓度,c 为真实浓度。

与原式对照可以得出[η]值,代入式(3-84),就可算出高聚物的黏均分子量,K 和 a 值可查表得。

三、仪器与试剂10mL移液管 2支称量杯 2 个恒温槽 1 套 50mL注射器 1 支乌式黏度计 1支 100mL容量瓶 1 只吹风机 1个 3号砂芯漏斗 2只1/10 秒表 1只右旋糖苷(分析纯)洗液丙酮四、实验步骤1.洗涤黏度计取出一只用过的黏度计,先用丙酮灌入黏度计中,浸洗残留在黏度计中的高分子物质,黏度计的毛细管部分,要反复用丙酮流洗。

方法是:用约 10 mL 丙酮加入大球中,并抽吸丙酮经毛细管 3次以上,洗毕,倾去丙酮倒入回收瓶中,再重复一次,然后烘干。

烘干的方法,使用电吹风机热风吹黏度计各部分,一边在黏度计支管C上接上抽气泵抽气,利用热气流把黏度计中的丙酮抽走。

2.测定溶剂流出时间在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度,然后将黏度计安放在恒温水浴中。

用移液管吸取10mL纯水,从A 管注入。

于37℃恒温槽中恒温5min。

进行测定时,在 C管上套上橡皮管,并用夹子夹住,使其不通气,在 B 管上用橡皮管接针筒,将蒸馏水从 F 球经 D 球、毛细管、E球抽到G球上(不能高出恒温水平面),先拔去针筒并解去夹子,使 C管接通大气,此时 D 球内液体即流回F 球,使毛细管以上液体悬空。

毛细管以上液体下流,当液面流经 a刻度时,立即按停表开始记录时间,当液面降到b刻度时,再按停表,测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间,同样重复操作至少三次,它们相差不大于1-2s,取三次平均值为 t0,即为溶剂的流出时间。

3.溶液流出时间的测定取出黏度计,倾去其中的水,加入少量的丙酮溶液润洗,经过各个瓶口流出,以达到洗净的目的。

同上法安装调节好黏度计,用移液管吸取 10mL 溶液小心注入黏度计内(注意不能将溶液黏在黏度计的管壁上),在溶液恒温过程中,应用溶液润洗毛细管后再测定溶液的流出时间t。

然后一次分别加入 2.0mL、3.0 mL、5.0mL、10.0 mL蒸馏水,按上述方法分别测量不同浓度时的t 值。

每次稀释后都要将溶液在F 球中充分搅匀(可用针筒打气的方法,但不要将溶液溅到管壁上),然后用稀释液抽洗黏度计的毛细管、E 球和 G 球,使黏度计内各处溶液的浓度相等,而且须恒温。

五、数据处理①数据记录表溶剂流出时间/s 98.5997.07 97.83②用ηsp /c'、In ηr/c'对c ’作图(c'),得两直线如下:(ηsp /c'- c')/(In ηr/c'- c')曲线图外推c'→0,得截距A=0.2218,而c=20g/L,则特性浓度[η]=A/c=0.01109③计算分子量K=0.141cm 3 /g ,a =0.46。

六、实验讨论右旋糖苷系蔗糖经肠膜状明串珠菌-1226(Leucon05tocmesenteroides)发酵后生成的一种高分子葡萄糖聚合物,经处理精制而得。

由于聚合的葡萄糖分子数目不同,而产生不同分子量的产品。

有高分子右旋糖苷(平均分子量10 万-20 万)、中分子右旋糖苷(平均分子量 6万-8 万)、低分子右旋糖苷(平均分子量 2万-4 万)、小分子右旋糖苷(平均分子量1 万-2万)。

高聚物分子量是表征聚合物特征的基本参数之一,分子量不同,高聚物的性能差距很大。

由实验结果知,实验所用的右旋糖苷的分子量为1.322×104g/mol,故实验所用的右旋糖苷属于小分子右旋糖苷。

本实验中以ηsp/c'、Inηr/c'对c’作图,用外推法时,实验所测得的两条直线在纵轴上不交于一点,截距分别为0.2218,0.2311,存在微小偏差,实验测得的右旋糖苷的分子量与其他同学测得的相比也明显偏小。

由本实验得到的启示有:1、温度波动直接影响黏度的测定,所以实验过程中恒温槽的温度要恒定,溶液每次稀释恒温后才能测量。

2、粘度计必须洁净,高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计中。

3、本实验溶液的稀释是直接在粘度计中进行的,因此每加入一次溶剂进行稀释时必须混合均匀,并抽洗E球和G球。

4、粘度计要垂直放臵,实验过程中不要振动粘度计,否则影响结果的准确性。

七、思考题1.乌氏粘度计毛细管太粗太细各有何特点?答:乌氏粘度计的毛细管太粗的时候,测的时候时间太快,比如测水的时候,流速过快,反应跟不上,所以,可能会导致时间读数不准确。

乌氏粘度计的毛细管太细,物质在它里面流速太慢,花费时间比较长,但读数比较精确。

2.为什么强调粘度计一定要干净、无尘?答:因为如果粘度计中有杂质的话,会影响所测液体的流速、还有溶解在溶液中,使得溶液成分发生变化,对分子量的测定影响较大。

3. 乌氏粘度计中的支管C有什么作用?除去支管C是否仍可以测粘度?如果在测定液体流出时间没有打开支管C,会对测定的高聚物分子量产生何种影响?答:打开C管,使毛细管与大气连通。

当毛细管下端的液面下降,毛细管内流下的液体形成一个气承悬液柱,液体流出毛细管下端后沿管壁流下,避免出口处形成湍流现象。

或者是减少了A管液面升高对毛细管中液流压力差带来的影响。

除去C管仍可测定,但是要保证每次测量的体积都相同(不适用)。

如果没打开C则流出的时间过长,测出的分子量偏大。

4.常用的粘度计有哪几种,其特点是什么?答:最常用的毖细管粘度计有两种,一种是三管粘度计,即本实验采用的乌氏粘度计。

其特点是溶液的流出时间与加入到F 球中待测液的体积无关,因而可以在粘度计里加入溶剂或溶液改变待测液的浓度。

另一种是二管粘度计,即奥氏粘度计。

因为液体的流出时间与加入粘度计中的溶液的液面高度有关,因此,测定时标准液和待测液的体积必须相同。

考虑到式(27—5)的动能改正项的忽略,需选择适宜的毛细管长度、直径的大小和E球的大小,使流出时间大于100s,最好在120s左右为宜。

但毛细管也不宜太细,否则测定时容易堵塞粘度计。

粘度计使用完毕,应立即清洗,防止聚合物粘结甚至堵塞毛细管孔径。

清洗后在粘度计内注满蒸馏水并加塞,防止落进灰尘。

八.参考文献[1]傅献彩,沈文霞.物理化学第五版[M],高等教育出版社,2006[2]何广平,南俊民,孙艳辉,物理化学实验[M],化学工业出版社,2008[3]何曼君,陈维孝,董西霞,高分子物理[M],复旦大学出版社,1982。

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