高聚物相对分子量测定方法

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粘度法测定高聚物的相对分子质量

粘度法测定高聚物的相对分子质量

粘度法测定高聚物的相对分子质量粘度法是一种常用的方法来测定高聚物(聚合物)的相对分子质量。

它基于高聚物分子在溶液中的流动性质与分子质量之间的关系。

在进行粘度法测定之前,需要确定合适的实验条件和测定原理。

一、实验条件1.选择合适的溶剂:溶剂应具有与高聚物相容性好、可对高聚物进行良好的溶解以及测量粘度的条件。

(例如,对于聚乙烯醇,水是常用的溶剂)2.控制温度:温度会对粘度值产生较大影响,因此需要在恒温条件下进行实验。

3.粘度计的选择:常用的粘度计有奈米粘度计、卡诺粘度计、光纤旋光粘度计等。

需根据具体情况选择合适的粘度计。

二、测定原理高聚物在溶液中的流动性质与其相对分子质量有关,分子量较大的高聚物流动性较差,因此溶液的粘度值会随着高聚物分子量的增大而增大。

粘度法通过测量高聚物溶液的粘度值,从而间接推算出高聚物的相对分子质量。

三、实验步骤1.准备高聚物溶液:根据所选溶剂的配比,将一定质量的高聚物溶解于溶剂中,并彻底搅拌,直到高聚物完全溶解。

2.校正粘度计:用纯溶剂测量粘度计的零点,然后用标准物质(例如苯酚、萘酚等)来校正粘度计,以确保测量结果的准确性。

3.测量粘度:将装有高聚物溶液的容器放置在保持恒温的温水槽中,保持一定的温度,并等待溶液充分平衡。

然后将准备好的粘度计浸入溶液中,并等待一段时间让溶液与粘度计达到热平衡。

之后,开始测量粘度。

通常,需要测量多个时间点的粘度值,以获取精确的结果。

4.重复测量:进行多次测量以确认结果的准确性,并计算平均值。

5.构建标准曲线:根据已知分子量的标准品制备溶液,并测量其粘度值。

将不同分子量的标准品的粘度值与相对分子质量进行绘图,得到标准曲线。

6.根据标准曲线计算未知样品的相对分子质量:通过测量未知样品的粘度值,并根据标准曲线拟合计算得到样品的相对分子质量。

四、注意事项1.在测量前要完全溶解样品,以避免溶液中存在固体颗粒影响测量结果。

2.测量过程中要保持恒温环境,温度的变化会对粘度值产生较大的影响。

粘度法测量高聚物相对分子量

粘度法测量高聚物相对分子量

粘度法测量高聚物相对分子量粘度法是一种测量高聚物相对分子量的常用方法。

该方法是通过测量聚合物在溶液中的流动性质,确定其相对分子量的一种间接方法。

粘度法的基本原理是根据聚合物溶液的黏度与其相对分子量之间的关系来推导出聚合物的相对分子量。

粘度是指流体在受到外力作用时,流动的阻力大小。

在高分子聚合物溶液中,由于聚合物链的存在,会使得溶液的粘度增大。

聚合物链的长度越大,粘度的增加越明显。

因此,可以通过测量聚合物溶液的粘度来间接评估聚合物的相对分子量。

粘度的测量通常是通过粘度计来实现的,其中常用的有几种类型的粘度计可供选择。

在应用粘度法进行高聚物相对分子量测量时,首先需要制备一系列浓度不同的聚合物溶液。

浓度的不同可以通过改变溶液中聚合物的含量来实现。

随后,用粘度计测量这些溶液的粘度。

根据粘度的测量结果,可以利用经验关系或者标准曲线来计算出相对分子量。

粘度法测量高聚物相对分子量的一个常用模型是马尔科夫振荡器模型。

在这个模型中,聚合物链的运动可以类比为马尔科夫链的过程。

马尔科夫链是指一个随机过程,其中当前状态的概率分布只与前一个状态有关。

在聚合物链的振荡器模型中,该模型可以用于描述聚合物的剪切流动。

根据马尔科夫振荡器模型,聚合物链的振荡渐进地趋于平衡态,且其运动最终收敛到一种稳定的分布。

通过测量不同浓度的聚合物溶液的粘度,可以得到聚合物链的运动过程。

根据这个模型,可以计算出不同浓度下的聚合物溶液粘度与溶质浓度之间的关系,进而推导出聚合物的相对分子量。

然而,粘度法测量高聚物相对分子量也存在一些局限性。

首先,该方法需要制备多个浓度不同的溶液来进行测量,这需要一定的时间和实验工作。

此外,对于一些分子量较大的高聚物,粘度的测量结果可能会遇到困难。

对于这些聚合物,方法的准确性和可靠性可能会有所降低。

总而言之,粘度法是一种常用的测量高聚物相对分子量的方法。

通过测量聚合物溶液的粘度,可以间接评估聚合物的相对分子量。

粘度法操作简单、快速,结果准确可靠。

粘度法测定高聚物相对分子质量

粘度法测定高聚物相对分子质量

粘度法测定高聚物相对分子质量粘度法是一种常用的测定高聚物相对分子质量的方法。

高聚物的相对分子质量一般比较大,常用的测定方法包括光散射法、凝胶渗透色谱法和粘度法等。

其中,粘度法是一种简便易行、精确可靠的方法。

粘度是流体阻力的一种度量,取决于流体的黏性和流体流动状态。

对于高分子材料来说,粘度与高分子链的长度有直接关系,链越长,黏性越大,粘度也越大。

因此,通过测定高聚物溶液的粘度,可以间接测定高聚物的相对分子质量。

粘度法的基本原理是通过测量高聚物在溶剂中的粘度,根据聚合物链的段数和长度之间的关系,推算出高聚物的相对分子质量。

粘度法的主要工作原理有两个,一是根据等应变条件下物体在流体中受到的阻力与物体的形态和流体介质的粘性相关,二是流体的黏性与溶液中的高聚物浓度相关。

因此,通过测定不同浓度下高聚物溶液的黏度,可以求得相对分子质量。

粘度的测定实验一般需要借助粘度计进行,常用的粘度计有纳尺、离心旋转粘度计和球和杯式粘度计。

不同的粘度计适用于不同的测定条件,选择合适的粘度计对测定结果的准确性和可靠性具有重要意义。

具体实验操作中,首先根据实验需要选择合适的溶剂和浓度,并准备好相应浓度的高聚物溶液。

然后,将粘度计浸入溶液中,并保持恒定的温度和剪切速率。

对于纳尺式粘度计,通常是将溶液注入纳尺内,通过计时测量液面下降的时间,从而得到粘度数值。

对于离心旋转粘度计,通常是将溶液放入旋转杯中,然后通过旋转杯的旋转速度和测量稀释液注入的时间来计算粘度。

对于球和杯式粘度计,通常是将溶液放在杯状容器中,并通过测量特定体积的溶液流出所需的时间来计算粘度。

实验结束后,根据测得的粘度值,使用马尔科夫尼克方程(Mark-Houwink equation)等相关公式,通过测定条件和相对分子质量的关系,计算出高聚物的相对分子质量。

总之,粘度法是一种常用的测定高聚物相对分子质量的方法,具有简便易行、精确可靠的特点。

通过测定高聚物溶液的粘度,可以间接测定高聚物的相对分子质量。

粘度法测定高聚物的相对分子质量

粘度法测定高聚物的相对分子质量

粘度法测定高聚物的分子量一、实验目的和要求1.掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2.测定线型聚合物聚乙二醇的粘均相对分子质量。

二、实验内容和原理聚合物的相对分子质量是一个统计的平均值。

粘度法测定高聚物相对分子质量适用的相对分子质量范围为1×104~1×107,方法类型属于相对法。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数来表示。

粘度分绝对粘度和相对粘度。

绝对粘度有两种表示方法:动力粘度和运动粘度。

相对粘度是某液体粘度与标准液体粘度之比。

溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度ηr,即ηr=η/ηo,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,ηsp=ηr-1。

使用同一粘度计,在足够稀的聚合物溶液里,ηr=η/ηo=t/t o,只要测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr;同时,在足够稀的溶液里,质量浓度c,ηr和[η]之间符合经验公式:(lnηr)/c=[η]-β[η]2c,通过lnηr/c对c作图,外推至c=0时所得截距即为[η];同时,在足够稀的溶液里,质量浓度c,ηsp和[η]之间符合经验公式:ηsp/c=[η]+k[η]2c,通过ηsp/c对c作图,外推至c=0时所得截距即为[η]。

两个线性方程作图得到的截距应该在同一点。

聚合物溶液的特性粘度[η]与聚合物相对分子质量之间的关系,可以通过Mark——Houwink经验方程来计算,[η]=KMηα;Mη是粘均相对分子质量,K、α是与温度、聚合物及溶剂的性质相关的常数;聚乙二醇水溶液在30℃的K值为12.5×106/m3·kg-1,α值为0.78。

三、主要仪器仪器:恒温槽1套;乌氏粘度计1支;100ml容量瓶5只;秒表1只。

试剂:聚乙二醇(AR);去离子水。

四、操作方法和实验步骤1.设定恒温槽温度为30℃±0.5℃。

2.配制溶液。

8%(质量分数)的聚乙二醇溶液5ml、10ml、15ml、20ml、25ml定容于100ml容量瓶中。

黏度法测高聚物的相对分子量

黏度法测高聚物的相对分子量

粘度法测高聚物的相对分子量一、实验目的1、测定聚丙烯酰胺的相对分子质量;2、掌握乌贝路德粘度计测定高聚物的基本原理和方法。

二、基本原理高聚物稀溶液的粘度,主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。

其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度,记作η0;此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦,以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

三者只和表现为溶液的粘度η。

在统一温度下,一般来说η﹥η0。

相对于溶剂,其溶液的粘度增加的分数,称为增比粘度,记作ηsp ,即00sp ηηηη-=而溶液的粘度与纯溶剂粘度的比值成为相对粘度,记作ηr ,ηr 也是整个溶液的粘度行为,ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。

二者关系为sp r 011ηηηη=-=- 对于高分子溶液,增比粘度ηsp 往往随溶液的浓度c 增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示出的增比粘度,即ηsp /c 称为比浓黏度;而㏑ηr /c 称为比浓对数粘度。

ηsp 和ηr 都是物因次的量。

为了进一步消除高聚物分子间的内摩擦效应,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计。

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。

这一粘度的极限值即为[]0limspc cηη→=[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,它们之间的半经验公式可以用Mark Houwink 方程式表示:[]K M αη=式中K 为比例常数,α是与分子形状有关的经验常数。

它们都与温度、聚合物和溶剂性质有关,在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。

本实验采用方便快捷的乌贝路德粘度计对溶液粘度进行测定。

根据所得数据,采用外推法以得出溶液粘度。

三、仪器与试剂乌氏粘度计、恒温水浴、移液管(2mL,5mL,10mL)、秒表、真空泵、夹子、铁架台、洗耳球1mol/L NaNO3溶液、聚丙烯酰胺、蒸馏水四、实验步骤1、粘度计的洗涤将蒸馏水注入黏度计中,用真空泵反复抽滤毛细管使蒸馏水反复流过毛细管部分,直至洗净。

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。

高聚物相对分子量测定方法

高聚物相对分子量测定方法

高聚物相对分子量测定方法高聚物的分子量及分子量分布,是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。

它涉及到高分子材料及其制品的力学性能,高聚物的流变性质,聚合物加工性能和加工条件的选择。

是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应,具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。

科标分析实验室科研团队集成多名资深行业专家,拥有博士、硕士等高学历人才数名,提供专业分子量测定服务,为客户提供检测数据,检测方法,检测图谱等论文需要的资料。

(1)端基分析法(end-group analysis,简称EA)如果线形高分子的化学结构明确而且链端带有可以用化学方法(如滴定)或物理方法(如放射性同位素测定)分析的基团,那么测定一定重量高聚物中端基的数目,即可用下式求得试样的数均相对分子质量。

式中:m-试样质量;Z-每条链上待测端基的数目;n-被测端基的摩尔数。

如果用其他方法测得,反过来可求出Z,对于支化高分子,支链数目应为Z-1。

(2)沸点升高和冰点降低法(boiling-point elevation,freezing-point depression)利用稀溶液的依数性测定溶质相对分子质量的方法是经典的物理化学方法。

对于高分子稀溶液,只有在无限稀的情况下才符合理想溶液的规律,因而必须在多个浓度下测ΔT b(沸点升高值)或ΔT f(冰点下降值),然后以ΔT/C对C作图,外推到c->0时的值来计算相对分子质量。

式中:A2称第二维里系数。

(3)膜渗透压法(osmometry,简称OS)当高分子溶液与纯溶剂倍半透膜隔开时,由于膜两边的化学位不等,发生了纯溶剂向高分子溶液的渗透。

当渗透达到平衡时,纯溶剂的化学位应与溶液中溶剂的化学位相等,即或由Floy-Huggins理论,从Δμ1的表达式可以得到由于C2项很小,可忽略,式中:χ)A2表征了高分子与溶剂相互作用程度的大小。

对于良溶剂,χ1;对于θ溶剂,χ1;对于非溶剂,χ1因而测定高分子溶液的渗透压π后,不仅可得到,还可得到A2、χ1、Δμ1等。

粘度法测定高聚物分子量实验报告

粘度法测定高聚物分子量实验报告

粘度法测定高聚物分子量实验报告
一、实验目的。

本实验旨在通过粘度法测定高聚物的相对分子质量,掌握高聚物的分子量测定
方法。

二、实验原理。

高聚物在溶液中的粘度与其分子量有密切关系,根据Mark-Houwink方程可得
到高聚物的相对分子质量。

粘度测定是通过测定高聚物溶液在不同剪切速率下的粘度,然后利用Mark-Houwink方程计算出高聚物的相对分子质量。

三、实验步骤。

1. 准备高聚物溶液,取适量高聚物溶解于溶剂中,制备一定浓度的高聚物溶液。

2. 测定溶液粘度,将高聚物溶液倒入粘度计中,分别在不同剪切速率下测定其
粘度。

3. 计算相对分子质量,根据测得的粘度数据,利用Mark-Houwink方程计算出
高聚物的相对分子质量。

四、实验数据。

根据实验测得的数据,我们计算出高聚物的相对分子质量为XXXXX。

五、实验结果分析。

根据实验结果,我们可以得出高聚物的相对分子质量为XXXXX,这与理论值
相符合,说明本次实验结果较为准确。

六、实验总结。

通过本次实验,我们掌握了粘度法测定高聚物分子量的方法,并且成功测定出高聚物的相对分子质量。

同时,我们也发现在实验过程中需要注意控制溶液浓度和粘度计的使用方法,以保证实验结果的准确性。

七、实验心得。

本次实验让我对粘度法测定高聚物分子量有了更深入的了解,同时也提高了我在实验操作和数据处理方面的能力。

八、参考文献。

[1] XXX. 粘度法测定高聚物分子量[M]. 北京,化学工业出版社,2005.
以上是本次实验的实验报告,希望对大家有所帮助。

gpc法测量高聚物的相对分子质量

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粘度法测高聚物相对分子质量

粘度法测高聚物相对分子质量

粘度法测高聚物相对分子质量粘度法是一种常用的测定高聚物相对分子质量的方法。

它基于高聚物溶液粘度与高聚物分子量之间的关系,通过测定高聚物溶液的粘度来确定其相对分子质量。

下面将详细介绍粘度法的原理、实验步骤和影响测定结果的因素。

1.粘度法的原理粘度(viscosity)是液体流动阻力大小的度量,与液体内部分子间的相互作用力有关,也与液体分子量有关。

在多聚物分子间,由于较大数量的分子间相互作用力和摩擦阻力,高聚物溶液的粘度要比低聚物溶液的粘度大。

因此,根据高聚物溶液粘度与高聚物分子量之间的关系,可以推导出一个经验公式:η=KM^a其中,η是溶液的粘度,K是与高聚物溶液的温度、溶剂、测定方法等有关的常数,M是溶液中高聚物的相对分子质量,a是一个与高聚物种类和测定条件相关的指数。

通过测定溶液的粘度,可以求解出高聚物的相对分子质量。

一般来说,可以通过测定两种不同浓度的高聚物溶液的粘度值,然后计算出不同浓度溶液的比粘度(η/c),并做出一个浓度和比粘度之间的曲线。

通过线性拟合和外推,可以得到溶液稀释至无限稀释时的比粘度和相对分子质量。

2.实验步骤(1)准备溶液:根据实际需要,将高聚物加入适量的溶剂中,充分搅拌使其充分溶解,得到所需的不同浓度的高聚物溶液。

(2)测定粘度:将制备好的高聚物溶液注入粘度计试管,放置一段时间让溶液达到均匀状态,然后在规定的温度下,测定溶液的粘度。

(3)计算比粘度:根据所测得的溶液粘度值和溶液的浓度,计算出比粘度值(η/c)。

(4)绘制浓度与比粘度曲线:根据所得的比粘度值,绘制浓度与比粘度之间的曲线。

(5)计算无限稀释比粘度:通过线性拟合和外推得到浓度趋于零时的比粘度值(η/c)。

然后,根据经验公式,利用所得的无限稀释比粘度值计算出高聚物的相对分子质量。

3.影响测定结果的因素在使用粘度法测定高聚物相对分子质量时,有一些影响测定结果的因素需要考虑:(1)温度:粘度与温度密切相关,不同温度下高聚物溶液的粘度会发生变化。

粘度法测定高聚物分子量实验报告

粘度法测定高聚物分子量实验报告

粘度法测定高聚物分子量实验报告实验目的,通过粘度法测定高聚物的相对分子质量,掌握粘度法测定高聚物相对分子质量的基本原理和方法。

实验仪器与试剂,Ubbelohde粘度计、甲苯、聚合物样品。

实验原理,粘度是液体内部分子间相互作用力的表现,高聚物在溶剂中的粘度与其相对分子质量有关。

粘度测定高聚物相对分子质量的原理是根据Mark-Houwink方程,通过测定高聚物在溶剂中的粘度,计算相对分子质量。

实验步骤:1. 将Ubbelohde粘度计清洗干净,用甲苯进行预热。

2. 取一定质量的高聚物样品,将其加入预热后的甲苯中,使其充分溶解。

3. 将溶解后的高聚物溶液倒入Ubbelohde粘度计中,测定其流动时间。

4. 重复3次测定,取平均值作为最终结果。

5. 根据测得的流动时间计算高聚物的相对分子质量。

实验数据与结果:根据实验测得的高聚物在甲苯中的流动时间,计算出其相对分子质量为XXX。

实验结论:通过粘度法测定,我们成功得到了高聚物的相对分子质量。

粘度法测定高聚物分子量的方法简单、准确,适用于大多数高聚物的分子量测定。

实验注意事项:1. 粘度计的使用要注意仪器的清洁和预热。

2. 高聚物的溶解应充分,避免出现颗粒或悬浮物影响测定结果。

3. 测定时要准确记录流动时间,避免误差。

实验改进方向:在实际操作中,我们发现XXX,可以通过XXX改进实验方法,提高测定精度。

实验总结:通过本次实验,我们深入了解了粘度法测定高聚物分子量的原理和方法,掌握了相对分子质量的计算步骤,为今后的实验和科研工作奠定了基础。

以上就是本次实验的实验报告,如有不足之处,欢迎批评指正。

黏度法测定高聚物的相对分子质量实验报告

黏度法测定高聚物的相对分子质量实验报告
2.黏度计必须洁净。如毛细管壁挂有水珠,需用洗液浸泡(洗液经 2# 砂芯漏斗过滤 除去微粒杂质)。玻璃砂芯漏斗,用后立即洗涤。玻璃砂芯漏斗要用含 30% 硝酸钠的 硫酸溶液洗涤,再用蒸馏水抽滤,烘干待用。
3. 测定时黏度计需要垂直放置,否则影响结果的准确性。实验过程中不要振动教 度计。
4. 温度的波动可直接影响到溶液的黏度,所以应在恒温的条件下进行实验,将清 洁干燥的乌氏黏度计垂直放入恒温水槽内,使水面完全浸没小球。
一.实验方案设计 实验序号 实验十九 实验项目 黏度法测定高聚物的相对分子质量
实验时间 2011 年 11 月 16 日 实验室 一.实验目的 1.测定聚乙烯醇的平均相对分子质量。
生化楼 427
小组成员
曾源,简庆杰
2.掌握用乌氏黏度计测定溶液黏度的原理和方法。
二.实验原理、实验流程或装置示意图 1.黏度的定义
度ρ0。近似相等,这样,通过测定溶液和溶剂的流出时间 t 和 t0 , 就可求算ηr。
ηr=η/η0=t/t0 (II-19-8) 进而可计算得到ηsp ,ηsp /c 和 lnηsp /c 值。 配制一系列不同浓度的溶液分别进行测 定,以ηsp / c 和 lnηr /c 为纵坐标,c 为 横坐标作图,得两条直-线(两直线的方程 如图 II -19 - 2 所示) ,分别外推到 c=0 处, 为了方便,引进相对浓度 c' ,即 c'=c/c0 。 其中 c 表示溶液的真实浓度;c0 表示溶液 的起始浓度,由图 II-19-2 可知,因为
( II -19-3)
(2)相对黏度 溶液黏度与纯溶剂黏度的比值称为相对黏度,记作ηr,即:ηr= ηr 也是整个溶液的黏度行为,ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩

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。

实验6 粘度法测定高聚物的相对分子质量

实验6 粘度法测定高聚物的相对分子质量

实验6 粘度法测定高聚物的相对分子质量与其它测定高聚物相对分子质量的方法相比,粘度法尽管是一种相对的方法,但由于它所需要的仪器设备简单,实验操作便利,相对分子质量适用范围较大,又有着相当好的实验精确度,因而成为人们在科研和生产中最常用的一种测试技术。

粘度法除了主要用来测定高聚物的粘均相对分子质量之外,还可用于测定溶液中的大分子尺寸以及高聚物的溶度参数等。

一、实验目的1. 掌握粘度法测定高聚物相对分子质量的基本原理。

2. 学习和掌握用乌式粘度计测定高分子溶液粘度的实验技术以及实验数据的处理方法。

3. 用乌式粘度计测定聚苯乙烯-甲苯溶液的特性粘度,并求出聚苯乙烯试样的粘均相对分子质量。

二、实验原理线型高分子溶液的基本特点之一是粘度比较大,并且其粘度值与平均相对分子质量有关,利用这一点可以测定高聚物的平均相对分子质量。

1. 溶液粘度与溶液浓度的关系高分子溶液的粘度除了与溶质的相对分子质量有关外,对溶液浓度也有很大的依赖性,要利用粘度测定高聚物的相对分子质量,首先要消除浓度对粘度的影响。

通常采用下列两个经验公式来描述粘度与浓度c 的关系:c k c2sp]['][ηηη+= (6-1)c 2r][][ln ηβηη−= (6-2) 式中,ηsp 称为增比粘度(或“粘度相对增量”);η r 称为相对粘度(或“粘度比”);[η]称为特性粘度(或“极限粘数”);k ' 和β 均为常数。

若用η 0 表示纯溶剂的粘度,用η 表示浓度为c 的溶液的粘度,则有:r ηηη=(6-3)1r 0sp −=−=ηηηηη (6-4) 从上述式(6-1)和式(6-2)可见:c c r0spln limlim][ηηη→→== (6-5)特性粘度[η]取决于高聚物的化学组成、溶剂、温度,而与溶液浓度无关。

若分别以cηsp (称为“比浓粘度”或“粘数”)和cηrln (称为“比浓对数粘度”或“对数粘数”)为纵坐标,以浓度c 为横坐标,则会得出两条直线(如图6-1所示),直线的截距就是[η]。

粘度法测定高聚物相对分子质量

粘度法测定高聚物相对分子质量

实验二 粘度法测定高聚物相对分子质量2.1目的1.聚乙烯醇的相对分子质量的平均值。

2.用伍氏粘度计测定粘度的方法。

2.2 基本原理高聚物的研究中,相对分子质量是—个不可缺少的重要数据。

因为它不仅反映了高聚物分子的大小,并且直接关系到高聚物的物理性能。

但与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是相对分子质量不等的混合物,因此通常测得的相对分子质量是一个平均值。

高聚物相对分子质量的测定方法很多,比较起来,粘度法设备简单,操作方便、并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

高聚物在稀溶液中的粘度是它在流动过程所存在的内摩擦的反映.这种流动过程中的内摩擦主要有:溶剂分子之间的内摩擦;高聚物分了与溶剂分子间的内摩擦:以及高聚构分子之间的内摩擦。

其中溶剂分子之间内摩擦又称为纯溶剂的粘度。

以η。

表示。

三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度,以η表示,实践证明,在同一温度下,高聚物溶液的粘度一般要比纯溶剂的粘度大些,即η>η0。

为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以ηsp表示.11000-=-=-=r sp ηηηηηηη (2-1) 式中:ηr 称之为相对粘度,它是溶液粘陵与溶剂粘度的比值,反映的仍是整个溶液粘度的行为,ηsp 则反映出扣除了溶剂分子间的内摩擦以后仅仅是纯溶剂与高聚物分子间以及高聚无分子之间的内降擦。

显而易见,高聚物溶液的浓度变化,将会直接影响到ηsp 的大小,浓度越大,粘度也越人。

为此,常常取单位浓度下呈现的粘度来进行比较。

从而引人比浓粘度的概念,以cspη表示。

又csp ηln 定义为比浓对数粘度。

因为ηr和ηsp是无因次量,cspη和csp ηln 的单位是由浓度的单位而定,通常采用g . ml -1,为了进一步消除高聚物分子间内摩擦的作用,必须将溶液无限稀释。

当浓度C 趋近于零时,比浓粘度趋近于一个极限值,即:1imcspη =[η] (2-2)[η]主要反映了高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用,称之为高聚物溶液的特性粘度。

黏度法测定高聚物相对分子质量

黏度法测定高聚物相对分子质量
高聚物稀溶液的黏度是液体在流动时内摩擦力大小的反映。纯溶
剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作0,高聚物分子与溶剂分
子间的内摩擦力则是高聚物分子之间的内摩擦,以及高分子与溶剂分
子之间的以及0三者之和( )。在相同温度下,一般说来>0 。
二、实验原理
相对于溶剂,溶液黏度增加的分数为增比黏度sp
sp
度太稀,测得的 t 和 t 0 接近,恰当的浓度是使 r
在到之间。 见书139页
黏度法测定高聚物 相对分子质量
一、实验目的
用黏度法测定聚乙二醇的黏均相对分子质量 掌握测定黏均相对分子质量的原理和方法 了解乌氏黏度计特点,掌握其使用方法
二、实验原理
单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。高聚物 每个分子的大小并非都相同,即聚合度不一定相同,所以 高聚物相对分子质量是一个统计平均量。对于聚合和解聚 过程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 ,高聚物相对分子质量是必须掌握的重要数据 之一。
的测定后,可计算出相应r和sp,再作图外推求出[],最
后求算黏均相对分子质量Mη。
三、实验步骤
由于乌氏黏度计有一支管C, 测定时管A中的液体在毛细管 下端出口处与管B中的液体断 开,形成了气承悬液柱,这 样液流下流时所承受的压力
差 gh 与管A(大球)中的液
体无关,故可以在黏度计中 直接稀释液体。而奥式黏度 计测定时,每次溶液体积必 须相同,因为液体流下时所 受的压力差与管A中液面 高度有关。
二、实验原理
比例常数称为黏度系数,简称黏度,单位(Pa·s或kg•m-1•s-1)。反 映黏性液体在流动过程中内摩擦阻力的大小。黏性液体在流动过程 中,必须克服内摩擦阻力而做功。高聚物溶液的特点是黏度特别大, 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作用。

粘度法测量高聚物相对分子量

粘度法测量高聚物相对分子量

粘度法测定大分子化合物的分子量并探讨其阻碍因素一、实验目的1.测定聚乙烯醇的粘均相对分子量并把握其原理。

2.把握三管粘度计(乌氏粘度计)测定高聚物溶液粘度的原理和方式。

3.熟悉恒温水槽的装置和控温原理。

4.通过对改变的倾斜角度,探讨Ubbelohde粘度计的不同倾斜角度对测定结果的阻碍,并得出结论。

二、实验原理本次实验采纳粘度法测定大分子化合物的分子量,与其他方式相较较,粘度法设备简单,操作方便,并有专门好的实验精度,是经常使用的方式之一。

大分子化合物溶液的特点是粘度专门大,缘故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。

粘性液体在流动进程中,必需克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动进程中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)。

大分子化合物的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η,高聚物溶液的粘度那么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和η三者之和。

在相同温度下,通常η>η0,相关于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作ηsp,即(1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr,即(2)ηr 反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp那么意味着已扣除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lnηr/c那么称为比浓对数粘度。

当溶液无穷稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的彼此作用能够忽略,现在有关系式(3)[η]称为特性粘度,它反映的是无穷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。

由于ηr 和ηsp均是无因次量,因此他们的单位是浓度c单位的倒数。

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高聚物相对分子量测定方法
高聚物的分子量及分子量分布,是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。

它涉及到高分子材料及其制品的力学性能,高聚物的流变性质,聚合物加工性能和加工条件的选择。

是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应,具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。

科标分析实验室科研团队集成多名资深行业专家,拥有博士、硕士等高学历人才数名,提供专业分子量测定服务,为客户提供检测数据,检测方法,检测图谱等论文需要的资料。

(1)端基分析法(end-group analysis,简称EA)
如果线形高分子的化学结构明确而且链端带有可以用化学方法(如滴定)或物理方法(如放射性同位素测定)分析的基团,那么测定一定重量高聚物中端基的数目,即可用下式求得试样的数均相对分子质量。

式中:m-试样质量;Z-每条链上待测端基的数目;n-被测端基的摩尔数。

如果用其他方法测得,反过来可求出Z,对于支化高分子,支链数目应为Z-1。

(2)沸点升高和冰点降低法(boiling-point elevation,freezing-point depression)
利用稀溶液的依数性测定溶质相对分子质量的方法是经典的物理化学方法。

对于高分子稀溶液,只有在无限稀的情况下才符合理想溶液的规律,因而必须在多个浓度下测ΔT b(沸点升高值)或ΔT f(冰点下降值),然后以ΔT/C对C作图,外推到c->0时的值来计算相对分子质量。

式中:A2称第二维里系数。

(3)膜渗透压法(osmometry,简称OS)
当高分子溶液与纯溶剂倍半透膜隔开时,由于膜两边的化学位不等,发生了纯溶剂向高分子溶液的渗透。

当渗透达到平衡时,纯溶剂的化学位应与溶液中溶剂的化学位相等,即

由Floy-Huggins理论,从Δμ1的表达式可以得到
由于C2项很小,可忽略,
式中:χ)
A2表征了高分子与溶剂相互作用程度的大小。

对于良溶剂,χ1;
对于θ溶剂,χ1;
对于非溶剂,χ1
因而测定高分子溶液的渗透压π后,不仅可得到,还可得到A2、χ1、Δμ1等。

若在不同温度下测A2值,外推到A2=0可得到θ温度。

实验中有时发现第三维里系数A3≠0,使对C作图不成线性。

此外改用下式:
以对C作图可得直线,从截距求。

(4)气相渗透压法(vapor phase osmometry,简称VPO)
将溶液滴和溶剂滴同时悬吊在恒温T0的纯溶剂的饱和蒸汽气氛下时,蒸汽相中的溶剂分子将向溶液滴凝聚,同时放出凝聚热;使溶液滴的温度升至T,经过一定时间后两液滴达
到稳定的温差,被转换成电信号,而与溶液中溶质的摩尔分数成正比,
(5)光散射法(light scattering,简称LS)
对于小粒子(尺寸<)稀溶液,散射光强是各个分子散射光强的简单加和,没有
干涉。

对于大粒子(尺寸>)稀溶液,分子中的某一部分发出的散射光与另一部分发出的散射光相互干涉,使光强减弱,称内干涉。

高分子稀溶液属于后者。

光散射法测定高聚物相对分子质量的公式如下:
式中:瑞利比
对于无规线团状分子链,散射因子P(θ)为
代入并利用近似式,得
测定不同浓度和不同角度下的瑞利比,以对(q为任意
常数)作图,将两个变量C和θ均外推至零,从截距求,从斜率求和。

这种方法称为Zimm作图法。

(6)黏度法(viscosity)
利用毛细管黏度计通过测定高分子稀溶液的相对黏度,求得高分子的特性黏数,然后利用特性黏数与相对分子质量的关系式计算高聚物的黏均相对分子质量。

以下是表示黏度的几种参数:
本体黏度(绝对黏度)η是牛顿黏度定律的比例系数:
式中:σ-剪切应力;γ-剪切速率
相对黏度(relative viscosity)
增比黏度(specific viscosity)
比浓黏度(reduced viscosity)
比浓对数黏度(inherent viscosity)
特性黏数(旧称特性黏度)
测定所用的设备主要是一根黏度计,通常采用可稀释的乌氏(Ubbelohde)黏度计。

当黏度计流速再100秒以下时,必须考虑动能校正,从泊肃叶(Poiseuille)定律出发,可导出校正式:
外推法求特性黏数采用的黏度~浓度关系式有:
Huggins方程式
Kraemer方程式
式中:
一点法只用一个浓度计算,常见的一点法公式有:
与相对分子质量的关系式多采用马克-霍温克(Mark-Houwink)关系式:
式中:
,也是一个反映高分子与溶剂相互作用的参数。

在良溶剂中
,所以
;在
状态下,,。

对于刚棒高分子

对于紧密球,
与M无关。

除了与相对分子质量有关外,还与分子形态、高分子与溶
剂相互作用能有关,因而可用来求
和溶胀因子。

(对于所有高聚物




现将高分子与溶剂相互作用的各参数(同时反映了溶剂的性质)归纳于表4-2。

表4-2 高分子溶液的主要参数
溶剂Tχ1A
2
溶剂00.5100.50最





良溶剂
<
><0.
5
>
1
>
0.5~0.
9
0~0.2
3






(7)其他方法
其他还有超速离心沉降(又分沉降平衡法和沉降速度法,主要用于蛋白质等的测定)、电子显微镜、凝胶色谱(GPC)等,GPC将在下章详述。

表4-3总结了各测定方法的适用范围、方法类型和所测相对分子质量的统计意义。

表4-3 各种平均相对分子质量的测定方法
方法名称适用范围相对分子质量意义方法类型
端基分析法
冰点降低法
沸点升高法
气相渗透法
膜渗透法
光散射法
超迷离心沉降速度法
超速离心沉降平衡法
黏度法
凝胶渗透色谱法3×104以下
5×103以下
3×104以下
3×104以下
2×104—1×106
2×104—1×107
1×104—1×107
1×104—1×106
1×104—1×107
1×103—1×107
数均
数均
数均
数均
数均
重均
各种平均
重均,数均
黏均
各种平均
绝对法
相对法
相对法
相对法
绝对法
绝对法
绝对法
绝对法
相对法
相对法。

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