最新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一样,即聚合度不一定一样,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,以及为了改进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,必须克制内摩擦阻力而做功。
其所受阻力的大小可用粘度系数η〔简称粘度〕来表示〔·1·1〕。
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以及η0三者之和。
在一样温度下,通常η>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作η,即η〔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ηη/η0ηr反映的也是溶液的粘度行为,而η那么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η往往随质量浓度C的增加而增加。
为了便于比拟,将单位浓度下所显示的增比粘度η 称为比浓粘度,而1nη那么称为比浓粘度。
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。
由于ηr和η均是无因次量,所以[η]的单位是质量浓度C单位的倒数。
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
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)
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
粘度法测定高聚物分子量.
❖ 当溶液降至a线时,即按下秒表记时,至溶液 降至b线时,按下秒表结束实验。
❖ 重复测定三次,每二次间的时间相差不得超 过0.2秒,否则重测。
❖ 测定完上述溶液后,用移液管吸取恒温 槽中的容量瓶内的蒸馏水10ml从A管加 入,按住C管,用吸耳球由B管口反复压 吸溶液,使混合均匀。
❖ 用电风吹吹干乌氏粘度计,关键是毛 细管内的水份。
❖ 在测定蒸馏水(纯溶剂)时,可以不 吹干。
实验步骤
❖ 调节接触温度计至25℃或30℃(以玻 璃温度计上的温度为准)
❖ 用100ml的容量瓶装上蒸馏水,放置恒 温槽内恒温15min以上,则可以用它测 定蒸馏水的粘度。
❖ 把乌氏粘度计固定在铁架上,放入恒 温槽中,恒温水浸没至粘度计的a线以 上。从恒温槽中的容量瓶内吸取10ml 蒸馏水,从乌氏粘度计的A管注入, 再恒温15min。
重点难点
❖ 重点:粘度法测量高聚物分子量的 原理与方法。
❖ 难点:乌氏粘度计的使用方法。
其中溶剂分子之间的内摩擦又称 为纯溶剂的粘度,以 0 表示;三种内 摩擦的总和称为高聚物分子间的内摩
擦,以 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 有 0 ,粘度增加的分数叫增比粘度 sp
sp00 r 1
式中: r
0
称为相对粘度,它指明溶液粘度
对溶剂粘度的相对值。
❖ 测定方法如上。
❖ 再依次加蒸馏水10ml、10ml。
数据处理
1.计算 ; r、sp 、ln C r
、sp
C
2.作 图; lnr ~C、sp ~C
C
C
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 tx ⋅=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spcη对c 或cl rn 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
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。
粘度法测定水溶性高聚物相对分子量
实验:黏度法测定水溶性高聚物相对分子量一、目的要求1. 测定聚乙二醇的平均相对分子量2. 掌握乌氏黏度计的原理及使用方法3. 了解溶剂、温度、浓度对黏度的影响 二、基本原理黏度是指液体对流动所表现的助力,这种助力反抗液体相邻部分的相对移动,可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。
相距为ds 的两液层以不同速度(v 和v dv +)移动时,产生的流速梯度为dv ds 。
建立平稳流动时,维持一定流速所需要的力/f 与液层的接触面积A 以及流速梯度dv ds 成正比:/dvf A dsη=⋅⋅若以f 表示单位面积的阻力,则上式称为牛顿黏度定律表示式,比例系数η称为黏度系数,简称黏度,单位:a p s ⋅。
溶液黏度的各种定义及表达式:相对黏度:0r ηηη=(0η为溶剂黏度)特性黏度:[]00ln limlimsprC C CCηηη→→==[]η的数值与高聚物平均相对分子质量M 之间的半经验麦克非线性方程:聚乙二醇水溶液在35℃时,316.610K L Kg -=⨯⋅,0.82α=在毛细管黏度计中,液体在重力的作用下流动符合泊肃叶定律:488hgr t Vm lV lt ηπρπ=-对同一支黏度计而言,令 48hgr lVπα=,8mVlβπ=, 则上式可改写为:t tηβαρ=- 式中1β,当100t s 时,等式右边第二项可省略,则t ηαρ=, 对于溶剂:000t ηαρ=设溶液的密度ρ与溶剂的密度0ρ近似相等,由两式可得这样,通过分别测定溶液和溶剂的流出时间t 和0t ,就可求出r η。
进而分别求出sp η、sp η、ln rCη的值。
配制不同浓度溶液分别进行测定,分别作sp C C η和ln r C Cη两条直线,用外推法得到[]η,然后代入[]K Mαη=⋅,即可求出M 。
ln rηspCη或C图1 外推法求[η]值sp C η、ln rCη与浓度之间经验关系式: [][]2spk C Cηηη=+[][]2ln r C Cηηβη=- 三、实验步骤聚乙二醇原始配制浓度为:30C 0.02kg dm -=⋅,要求测定纯水及0C 、056C 、046C 、036C 、026C 不同浓度溶液的流出时间t ,流出时间t 取三次测量的平均值。
粘度法测定高聚物的分子量PPT资料(正式版)
测量方法
端基分析 沸点升高、凝固点降低、等温蒸馏
渗透压 光散射 超离心沉降及扩散 粘度法
高聚物分子量范围 <3×104 <3×104 104~106 104~107 104~107 104~107
粘度法设备简单,操作方便,有相当好的 实验精度,但粘度法不是测分子量的绝对方法, 因为此法中所用的特性粘度与分子量的经验方 程是要用其它方法来确定的,高聚物不同,溶 剂不同,分子量范围不同,就要用不同的经验 方程式。
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(Poiseuille)公式计 如果高聚物分子的分子量愈大,则它与溶剂间的接触表面也愈大,摩擦就大,表现出的特粘度也大。
用移液管分别由A管加入5ml、5ml、10ml、10ml的蒸馏水,使溶液的浓度分别为C2、C3、C4、C5,每次稀释,均要封闭C管,并用洗
将所测的实验数据及计算结果填入下表中。
可以取m=1)。 橡皮管(约5cm长) 2根。
加入样品后待恒温才能进行测定。
通常测定是在稀溶液中进行(C<1×10-2g·cm-3), 所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等,因此可将ηr 写成:
式中,t为溶液的流出时间;t0为纯溶剂的流出时间。 所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间,从而求 得ηr,由下式计算出ηsp。再由作图法求得[η]。
用移液管分别由A管加入5ml、5ml、10ml、10ml的蒸馏水, 使溶液的浓度分别为C2、C3、C4、C5,每次稀释,均要封 闭C管,并用洗耳球从B管口多次吸溶液至1球,以洗涤 B管并使溶液均匀混合。恒温10分钟后,分别测量溶液的 流出时间t2、t3、t4、t5。
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。
最新物理化学实验粘度法测定高聚物的分子量课件ppt
实的尖锐对立的句子是
。
综合
• 1 诗有形,那是“锦帽貂裘,
”的狩
猎场景; 诗有声,那是“马作的卢飞
快,
”的塞外强音; 诗有味,那是
“零落成泥碾作尘,
”的暗香浮动;
诗有 ,那是
。
•2
,斜晖脉脉水悠悠。(温庭筠
《望江南》)
• 3 受任于败军之际,
。
参考答案
• 《出师表》 • 1 臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,
有利因素:侍卫之臣不懈于内,忠志之 士忘身于外。
• 9 亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也。 • 10 了却君王天下事,赢得生前身后名 • 11 宫中府中,俱为一体
•
参考答案
《渔家傲·秋思》 1 浊酒一杯家万里,燕然未勒归无计。 2 千嶂里,长烟落日孤城闭。 3 千嶂里,长烟落日孤城闭。 《江城子·密州出猎》 1 鬓微霜,又何妨! 2 持节云中,何日遣冯唐? 3 会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。
• 7、表明自己无意于功名的句子是:
,。
• 8、诸葛亮在出师前,对蜀汉面临的形势进行了一
分为二的分析,其中指出的不利因素
是: , , 。有利因素是:
,。
• 9、文中揭示先汉兴隆原因的句子 , , 。
• 10、诸葛亮鞠躬尽瘁地辅佐刘备父子,得到了人
们极高的赞誉。这可借用辛弃疾《破阵子 为陈同
甫赋壮词以寄之》的词句来概括 ,
不求闻达于诸侯。
• 2 兴复汉室。 • 3 南方已定,兵甲已足。 • 4 陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,
深追先帝遗诏
• 5 此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。 • 6 亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。
参考答案
• 7 苟全性命于乱世,不求 • 8 不利因素:先帝创业未半而中道崩殂,
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。
黏度法测高聚物分子量(版)
黏度法测高聚物分子量(版)高聚物分子量是描述高聚物某一批次制备品质的重要参数之一,正确地测定高聚物分子量对于研究高聚物的性能和制备工艺的优化具有重要意义。
本文将介绍黏度法测定高聚物分子量的基本原理、方法和注意事项。
1. 原理高聚物分子量的测定方法很多,其中黏度法是一种常用的方法。
黏度法是利用聚合物分子在溶液中的摩擦作用来推算聚合物分子量的方法。
在同样的条件下,分子量大聚合物的分子排列更加致密,分子之间的摩擦力就更大,导致聚合物分子在流体中不能很好地流动,使得溶液的黏度增加。
根据爱因斯坦-斯托克斯公式,可以得到聚合物分子量和溶液黏度之间的关系:η = K × Mα其中,η为溶液的黏度,K为比例系数,M为聚合物的分子量,α为指数。
在实际测试中,比较常用的是萘基苯胺-甲苯-石油醚体系,该体系下的K和α值已经经过实验验证。
因此,通过测量溶液的黏度和知道K和α值,可以计算出聚合物的分子量。
2. 方法(1)测量样品的黏度:将待测溶液注入黏度计量筒,将黏度计装置与法兰盘连接密封,设定温度后记录黏度计读数。
为得到更准确的结果,通常需要重复测量并取平均值。
(2)准备标准样品:准确称取适量聚苯乙烯(PS)等分子量已知的聚合物,溶解在萘基苯胺-甲苯-石油醚混合溶剂中制备标准溶液。
(3)绘制比值图:将不同分子量的标准样品溶液的黏度和分子量取对数,制作比值图。
比值图的横坐标为标准样品的分子量(lgM),纵坐标为标准样品的黏度与溶液浓度之比(η/c),其中η为黏度,c为浓度,比值图上的所有数据都绘制成一条曲线。
(4)测定待测样品的分子量:将待测聚合物溶液的黏度测量值,带入比值图对应位置即可得到该聚合物的分子量。
3. 注意事项(1)为保证测量结果的准确性,需要控制测量时温度和浓度的一致性,通常采用25℃和0.5g/mL的条件。
(2)样品处理应注意去除可能存在的空气泡,以免对测量结果产生干扰。
(3)混合溶剂的选择应根据待测高聚物的性质和溶解度进行调整,以确保测量的准确性和稳定性。
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。
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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。
由于ηr 和ηsp 均是无因次量,所以[η]的单位是质量浓度C 单位的倒数。
在足够稀的高聚物溶液里,ηsp /C 与C 和ln ηr /C 与C 之间分别符合下述经验关系式:ηsp /C=[η]+κ[η]2Cln ηr /C=[η]-β[η]2C上两式中κ和β分别称为Huggins 和Kramer 常数。
这是两直线方程,通过ηsp /C对C 或ln ηr /C 对C 作图,外推至C=0时所得截距即为[η]。
显然,对于同一高聚物,由两线性方程作图外推所得截距交于同一点,如右图所示。
ηsp /C 或ln ηr /C []ηηη==→→cc r c sp c ln lim lim 00高聚物溶液的特性粘度[η]与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用带有两个参数的Mark-Houwink 经验方程式来表示:[]—αηηM K ⋅= 式中ηM 是粘均摩尔质量,K 、α是与温度、高聚物及溶剂的性质有关的常数,只能通过一些绝对实验方法(如膜渗透压法、光散射法等)确定,聚乙烯醇水溶液在25℃时K=2×10-2,α=0.76;在30℃时K=6.66×10-2,α=0.64。
三、仪器设备恒温槽 1套乌贝路德粘度计(如图) 1只移液管(10mL 、20mL 、5mL) 各1只秒表 1块容量瓶(100mL ) 2个洗耳球 1只聚乙烯醇四、相关知识点本课程知识点综合:(一)乌氏粘度计的使用原理本实验采用毛细管法测定粘度,通过测定一定体积的液体流经一定长度和半径的毛细管所需时间而获得。
本实验使用的乌氏粘度计如下图所示。
当液体在重力作用下流经毛细管时,其遵守Poiseuille 定律:lV tgr h lV tpr 8844ρππη==式中η(kg ·m -1·s -1)为液体的粘度;p (kg ·m -1·s -2)为当液体流动时在毛细管两端间的压力差(即是液体密度ρ,重力加速度g 和流经毛细管液体的平均液柱高度h 这三者的乘积);r (m )为毛细管的半径;V (m 3)为流经毛细管的液体体积;t (s )为V 体积液体的流出时间;l (m )为毛细管的长度。
用同一粘度计在相同条件下测定两个液体的粘度时,它们的粘度之比就等于密度与流出时间之比2211221121t t t p t p ρρηη== 如果用已知粘度η1的液体作为参考液体,则待测液体的粘度η2可通过上式求得。
在测定溶剂和溶液的相对粘度时,如溶液的浓度不大(C<10kg ·m -3),溶液的密度与溶剂的密度可近似地看作相同,故,00t t r ==ηηη 所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr 。
多课程知识点综合:(二 )高分子分子量的其它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。
也是在高分子化学、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。
(1)小角激光光散射法测重均分子量(M w)当入射光电磁波通过介质时,使介质中的小粒子(如高分子)中的电子产生强迫振动,从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场(入射光电磁波)同样频率的散射光波。
这种散射波的强弱和小粒子(高分子)中的偶极子数量相关,即和该高分子的质量或摩尔质量有关。
根据上述原理,使用激光光散射仪对高分子稀溶液测定和入射光呈小角度(2℃-7℃)时的散射光强度,从而计算出稀溶液中高分子的绝对重均分子量(M W)值。
采用动态光散射的测定可以测定粒子(高分子)的流体力学半径的分布,进而计算得到高分子分子量的分布曲线。
(2)体积排除色谱法(SES)(也称凝胶渗透色谱法(GPC))当高分子溶液通过填充有特种多孔性填料的柱子时,溶液中高分子因其分子量的不同,而呈现不同大小的流体力学体积。
柱子的填充料表面和内部存在着各种大小不同的孔洞和通道,当被检测的高分子溶液随着淋洗液引入柱子后,高分子溶质即向填料内部孔洞渗透,渗透的程度和高分子体积的大小有关。
大于填料孔洞直径的高分子只能穿行于填料的颗粒之间,因此将首先被淋洗液带出柱子,而其他分子体积小于填料孔洞的高分子,则可以在填料孔洞内滞留,分子体积越小,则在填料内可滞留的孔洞越多,因此被淋洗出来的时间越长。
按此原理,用相关凝胶渗透色谱仪,可以得到聚合物中分子量分布曲线。
配合不同组分高分子的质谱分析,可得到不同组分高分子的绝对分子量。
用已知分子量的高分子对上述分子量分布曲线进行分子量标定,可得到各组分的相对分子量。
由于不同高分子在溶剂中的溶解温度不同,有时需在较高温度下才能制成高分子溶液,这时GPC柱子需在较高温度下工作。
(3)质谱法质谱法是精确测定物质分子量的一种方法,质谱测定的分子量给出的是分子质量m对电荷数Z之比,即质荷比(m/Z)过去的质谱难于测定高分子的分子量,但近20余年由于我的离子化技术的发展,使得质谱可用于测定分子量高达百万的高分子化合物。
这些新的离子化技术包括场解吸技术(FD),快离子或原子轰击技术(FIB或FAB),基质辅助激光解吸技术(MALDI-TOF MS)和电喷雾离子化技术(ESI-MS)。
由激光解吸电离技术和离子化飞行时间质谱相结合而构成的仪器称为“基质辅助激光解吸-离子化飞行时间质谱”(MALDI-TOF MS 激光质谱)可测量分子量分布比较窄的高分子的重均分子量(M w)。
由电喷雾电离技术和离子阱质谱相结合而构成的仪器称为“电喷雾离子阱质谱”(ESI-ITMS 电喷雾质谱)。
可测量高分子的重均分子量(M w)。
(4)其他方法测定高分子分子量的其他方法还有:端基测定法,沸点升高法,冰点降低法,膜渗透压法,蒸汽压渗透法,小角X-光散射法,小角中子散射法,超速离心沉降法等。
五、实验步骤1.将恒温水槽调至25℃±0.3℃。
2.溶液配制准确称取聚乙烯醇0.5g(称准至0.001g)于100ml 有塞三角瓶中,加入约60ml蒸馏水溶解,因不易溶解,可在60℃水浴中加热数小时,待其颗粒膨胀后,放在电磁搅拌器上加热搅拌,加速其溶解,溶解后,小心转移至100ml容量瓶中,将容量瓶置入恒温水槽内,加蒸馏水稀释至刻度(或由教师准备)。
3.测定溶剂流出时间t0将粘度计垂直夹在恒温槽内,用吊锤检查是否垂直。
将20ml纯溶剂自A管注入粘度计内,恒温数分钟,夹紧C管上连结的乳胶管,同时在连接B管的乳胶管上接洗耳球慢慢抽气,待液体升至G球的1/2左右即停止抽气,打开C管乳胶管上夹子使毛细管内液体同D球分开,用停表测定液面在a、b两线间移动所需时间。
重复测定3次,每次相差不超过0.3s,取平均值。
4.测定溶液流出时间t 取出粘度计,倒出溶剂,吹干。
用移液管吸取15ml已恒温的高聚物溶液,同上法测定流经时间。
再用移液管加入5ml已恒温的溶剂,用洗耳球从C管鼓气搅拌并将溶液慢慢地抽上流下数次使之混合均匀,再如上法测定流经时间。
同样,依次再加入5ml、10ml、20ml溶剂,逐一测定溶液的流经时间。
实验结束后,将溶液倒入回收瓶内,用溶剂仔细冲洗粘度计3次,最后用溶剂浸泡,备下次用。
六、实验报告要求实验完毕,应尽快写出实验报告,及时交上。
实验报告一般包括以下内容:实验(编号)实验名称专业班级姓名合作者实验日期实验报告应写出如下内容:(一)实验目的(二)实验原理用文字、化学反应式及计算公式等说明,既要表述正确、条理清楚,又要尽可能的简捷明了。
(对于本实验,应画出实验装置图。
)(三)主要试剂和仪器列出本实验中所要使用的主要试剂仪器。
(四)实验步骤应简明扼要地写出本实验步骤流程和操作要点。
(五)实验数据及其处理1.将数据与处理结果列表2.以(1nηr)/C及(ηsp)/C分别对C作图,作线性外推至C →0求[η]。
3.取常数κ、a值,计算出聚乙烯醇的粘均摩尔质量M。
(六)问题讨论结合物理化学中有关理论对实验中的现象、产生的差错和实验误差等进行讨论和分析,以提高自己分析问题、解决问题的能力,也为以后的科学研究打下一定的基础。
七、思考题1.乌氏粘度计中的支管C的作用是什么?能否去除C管改为双管粘度计使用?为什么?在测定流出时间时,C管的夹子忘记打开了,所测的流出时间正确吗?为什么?2.粘度计为何必须垂直,为什么总体积对粘度测定没有影响?八、实验成绩评定办法本实验成绩按如下五级标准进行考核评定。
参考标准如下:(一)优秀(很好)能正确理解实验的目的要求;能独立、顺利而正确地完成各项实验操作;会分析和处理实验中遇到的问题;能掌握所学的各项实验技能;能较好地完成实验报告及其它各项实验作业;有一定创造精神和能力;有良好的实验室工作作风和习惯。