粘度法测定高聚物的粘均分子量

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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。

粘度法测定聚合物的分子量

粘度法测定聚合物的分子量

实验十 粘度法测定聚合物的分子量一、实验目的掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法并计算粘均分子量M η。

二、实验原理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:[]αηKM =(10-2) (10-3)(10-1)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βκ,-均为常数1-=r spηη (10-5)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10-1外推法求][η值 三、仪器和试剂试剂:聚乙烯醇,蒸馏水[]ccrc spc ηηηln limlim 0→→==(10-4)(10-6)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。

抽气下,将粘度计吹干,再用新鲜温热的洗液滤入粘度计,满后用小烧杯盖好,防止尘粒落入。

浸泡约2h后倒出,用自来水(滤过)洗净,经蒸馏水(滤过)冲洗几次,倒挂干燥后待用。

粘度法测定高聚物的平均分子量

粘度法测定高聚物的平均分子量

重庆大学实验报告学生姓名谭祈超学号 20195405 专业化学类年级、班级 2019级05班课程名称基础化学实验4-Ⅱ实验项目粘度法测定高聚物的平均分子量实验类型:□验证□设计 综合实验时间 2021 年 5 月 22 日实验指导老师李文坡实验教室 DS2B301 【评阅意见】【实验目的和要求】1.掌握粘度法测定高聚物平均分子量的原理和方法。

2.掌握使用乌贝路德粘度计测定液体粘度的方法。

【实验原理和方案】1.实验原理高聚物的分子量是表征高聚物理化性能的重要参数之一。

高聚物是由具有相同的化学组成而聚合度不等的同系物的混合物组成。

因此,高聚物的分子量不均一,具有多分散性的特点,分子量一般在103~107之间,所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。

粘度法测定高聚物分子量,可测分子量的范围在104~107之间,该法虽然精度较低,但设备简单,操作方便,使用范围广。

是测定高聚物分子量最常用的方法之一。

高聚物稀溶液的粘度是它在流动过程中分子之间的内摩擦的反映。

其中溶剂分子之间的内摩擦又称为纯溶剂的粘度,以η0表示。

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。

相对于纯溶剂,其溶液粘度增加的分数,称为增比粘度以ηsp表示:ηsp=η−η0η0=ηη0−1=ηr−1⋯⋯(1)式中: ηr=ηη0称为相对粘度,反映的仍是整个溶液粘度的行为,而ηsp扣除了溶剂分子间的内摩擦即只是纯溶剂与高聚物分子间以及高聚物分子之间的内摩擦。

ηsp的大小将随高聚物溶液的浓度而变化,浓度越大。

粘度也越大。

为此,常取单位浓度所呈现的粘度进行比较,以ηsp/c表示,称为比浓粘度。

为了进一步消除高聚物分子间内摩擦的作用,将溶液无限稀释即c →0,取比浓粘度的极限值为:lim c →0ηspc=[η]⋯⋯(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,称为高聚物溶液的特性粘度。

高聚物分子量可通过测定高聚物溶液的特性粘度[η],再由Mark − Houwink非线性方程求得。

粘度法测定高聚物分子量实验报告思考题

粘度法测定高聚物分子量实验报告思考题

粘度法测定高聚物分子量实验报告思考题粘度法测定高聚物分子量实验报告思考题粘度法测定水溶性高聚物分子量实验报告华南师范大学实验报告实验类型?验证?设计?综合实验时间 2012 年 4 月 11日实验指导老师马国正老师实验评分黏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,它是一种水溶性的多糖类聚合物,在中等分子量时,它能提高血浆渗透压,扩充血容量;在低分子量时,它能降低血液粘稠度,改善微循环以及有抗血栓形成的作用;但在高分子量时,则会引起红细胞聚集,导致微循环障碍。

可见,测定高聚物分子量对生产和使用高分子材料有重要意义。

由于高聚物分子量大小不一,故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。

常用的测定方法有很多,如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸馏、超离心沉降及扩散法等,其中,用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”,记作η。

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;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ηη0,这些黏度增加的分数,叫做增比黏度,记作η sp,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则以为着已经扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。

粘度法测定聚合物的粘均分子量

粘度法测定聚合物的粘均分子量

粘度法测定聚合物的粘均分子量分子量即相对分子质量是聚合物最基本的结构参数之一,与材料的性能有密切的关系。

测定聚合物相对分子质量的方法很多,不同测定方法所得出的统计平均相对分子质量的意义有所不同,其适应的分子量范围也不同。

在高分子工业和研究中最常用的方法是粘度法,它是一种相对的方法,适用于分子量在104 ~ 107范围的聚合物,测定方便,又有较高的实验精度。

通过聚合物溶液的粘度测定,除了提供粘均分子量v M 外,还可得到聚合物的无扰链尺寸和膨胀因子。

一、 实验目的(1) 掌握毛细管粘度计测定聚合物相对分子质量的原理;(2) 学会使用粘度法测定特性粘数。

二、 实验原理由于聚合物的相对分子质量远大于溶剂,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1-1所示。

表1-1 溶液粘度的各种定义及表达式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[η],其定义式为cc c c r 0sp 0ln lim lim ][h h h ®®== (1-1) 特性粘数[η]又称为极限粘数,其值与浓度无关,量纲是浓度的倒数。

特性粘数取决于聚合物的相对分子质量和结构、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,如果能建立相对分子质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分子量的理论依据。

根据式(1-1)的定义式,只要测定一系列不同浓度下的比浓粘度和比浓对数粘度,然后对浓度作图,并外推到浓度为零时,得到的比浓粘度和比浓对数粘度就是特性粘数。

实验表明,在稀溶液范围内,比浓粘度和比浓对数粘度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 k c 2sp][][h h h += (1-2)c c2r ][][ln h b h h -= (1-3) 式(1-2)和式(1-3)分别称为Huggins 和Kraemer 方程式。

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

竭诚为您提供优质文档/双击可除粘度法测定高聚物分子量实验报告篇一:粘度法测定聚合物的分子量实验报告实验一粘度法测定聚合物的分子量粘度法是测定聚合物分子量的相对方法。

高聚物分子量对高聚物的力学性能、溶解性、流动性均有极大影响。

由于粘度法具有设备简单、操作方便、分子量适用范围广、实验精度高等优点,在聚合物的生产及科研中得到十分广泛的应用。

本实验是采用乌氏粘度计测定甲苯溶液中聚苯乙烯粘度,进而测定求出ps试样分子量。

一、实验目的要求1、掌握粘度法测定聚合物分子量的实验基本方法。

2、了解粘度法测定聚合物分子量的基本原理。

3、通过测定特性粘度,能够计算ps的分子量。

二、实验原理1、粘性液体的牛顿型流动粘性流体在流动过程中,由于分子间的相互作用,产生了阻碍运动的内摩擦力,粘度就是这种内摩擦力的表现。

即粘度可以表征粘性液体在流动过程中所受阻力的大小。

按照牛顿的粘性流动定律,当两层流动液体间由于粘性液体分子间的内摩擦力在其相邻各流层之间产生流动速度梯度是(dv/dr),液体对流动的粘性阻力是:F/Adv/dr(1-1)该式即为牛顿流体定律。

式中,η—液体粘度,单位(pa·s);A—平行板面积;F—外力。

符合牛顿流体定律的液体称为牛顿型液体。

高分子稀溶液在毛细管中的流动基本属于牛顿型流动。

在测定聚合物的特性粘度[η]时,以毛细管粘度计最为方便。

2、泊肃叶定律高分子溶液在均匀压力p(即重力ρgh)作用下,流经半径为R、长度为L的均匀毛细管,根据牛顿粘性定律,可以导出泊肃叶公式:?ghR4?t(1-2)??8LV式中,g—重力加速度;ρ—流体的密度;V—液出体积;t—流出时间。

由于液体在毛细管内流动存在位能,除克服部分内摩擦力外,还会使其获得动能,结果导致实测值偏低。

因此,须对泊肃叶公式作必要的修正:?ghR4?tm?V(1-3)8LV8?Lt式中,m—毛细管两端液体流动有关常数。

?b?ghR4mV若令A?;b?,式(1-3)可简化为:?At?(1-4)?t8LV8?L3、聚合物溶液粘度的测定采用乌氏粘度计测定聚合物溶液的粘度时,常用到以下两个参数:(1)相对粘度?r??(1-5)?0(2)增比粘度?sp?(1-6)?0式中,η—聚合物溶液粘度;η0—纯溶剂粘度。

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。

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。

高分子分子量的主要测定方法

高分子分子量的主要测定方法

高分子分子量的主要测定方法用途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。

表征方法及原理1.粘度法测相对分子量(粘均分子量Mη)用乌式粘度计,测高分子稀释溶液的特性粘数[η],根据Mark-Houwink公式[η]=kMα,从文献或有关手册查出k、α值,计算出高分子的分子量。

其中,k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。

2.小角激光光散射法测重均分子量(Mw)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(MW)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。

3.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。

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。

粘度法测分子量实验报告(精)

粘度法测分子量实验报告(精)

高聚物相对分子量的测定一、实验目的1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。

2、测定聚乙二醇的黏均分子量。

3、掌握用乌贝路德黏度的方法。

4、用Origin或Excel处理实验数据二、实验原理分子量是表征化合物特征的基本参数之一。

但高聚物分子量大小不一,参差不一,一般在10~10之间,所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。

测定高聚分子量的方法很多,对线型高聚物,各方法适合用范围如下;10端基分析〈3*410沸点升高,凝固点降低,等温蒸馏〈3*410~10渗透压4610~10光散射4710~10起离心沉降及扩散4710~10黏度法47其中黏度发设备简单,操作方便,有相当好的实验精度,但黏度发不是测分子量的绝对方法,因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的,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。

高聚物在稀溶液中的黏度,主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。

在测高聚物溶液黏度求分子量时,常用到下面一些名词。

如果高聚物分子的分子量越大,则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为;式中,M为粘均分子量;K为比例常数;a是与分子形状有关的经验参数。

K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。

K植受温度的影响较明显,而a值主要取决与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a的值可以通过其它的实验方法确定,例如渗透压法、光散射大等,从黏度法只能测定得[ɡ]根据实验,在足够稀的溶液中有:这样以及对C作图得两条直线,外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点,可求出数值。

为了绘图方便,引进相对浓度,即。

其中,C表示溶液的真实浓度,表示溶液的其始浓度,由图可知,其中A为截距黏度测定中异常现象的近似处理。

在特定性黏度测量过程中,有时并非操作不慎,而出现对图与对图外推到时,在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。

在式中和值与高聚物结构和形态有关。

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分子量实验报告

粘度法测定高聚物的分子量实验报告

实验二十九粘度法测定高聚物的分子量【摘要】本次实验的目的是使我们掌握用乌氏粘度计测定粘均分子量的方法。

采用图解法,测定了聚乙烯醇的粘均分子量。

实验结果表明,25℃时,测得聚乙烯醇的粘均分子量为M̅η= 17326.185;结果说明,实验过程中存在很多问题,实验结果存在较大误差。

【前言】分子量是表征化合物特性的基本参数之一。

但在高聚物中分子量大小不一,参差不齐,大多都在103~107之间,所以通常所测高聚物的分子量都是平均分子量。

测定高聚物平均分子量的方法很多,有渗透压法、光散射法、超离心沉降法、扩散法以及粘度法等。

其中粘度法所用的设备简单,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平均分子量之间的经验公式要用其他方法来确定。

经验公式中的参数会随高聚物、溶剂以及温度的变化而变化。

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,这种内摩擦包括溶剂分子彼此间的内摩擦、高聚物分子彼此间的内摩擦以及高聚物分子与溶剂分子彼此间的内摩擦,三者之和表现为高聚物溶液的粘度,并将其用η表示。

在一定温度下,高聚物溶液的粘度一般都比纯溶剂的粘度η0大。

常把粘度增加的分数称作增比粘度,用ηsp表示,即:ηsp=η−η0η0=ηη0−1=ηr−1增比粘度是一个没有单位的纯数。

上式中ηr称为相对粘度,它在数值上等于溶液粘度与溶剂粘度的比值。

ηr仍是整个溶液的粘度行为,它也是一个没有单位的纯数。

ηsp是扣除了溶剂分子之间的内摩擦后剩下的溶剂分子与高聚物分子之间及高聚物分子与高聚物分子之间的内摩擦的反映,它随高聚物浓度的增大而增大,故常采用比浓粘度进行比较。

比浓粘度被定义为增比粘度与浓度的比,即ηsp c⁄,其中的浓度c是质量浓度,它是指单位体积混合物中某组分的质量,其单位是kg∙m−3。

所以比浓粘度的单位是kg−1∙m3。

为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应,必须将溶液无限稀释,使高聚物分子彼此之间相距极远,相互之间的摩擦干扰可忽略不计,这时溶液呈现出的粘度行为就反映了高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦。

粘度法测定聚合物的粘均分子量

粘度法测定聚合物的粘均分子量

粘度法测定聚合物的粘均分子量一、实验目的1. 掌握使用粘度法测定聚合物分子量的基本原理2. 掌握乌氏粘度计测定聚合物稀溶液粘度的实验技术及数据处理方法3. 分析分子量大小对聚合物性能以及聚合物加工性能的关系及影响。

二、基本原理聚合物稀溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。

内摩擦阻力与聚合物的结构、溶剂的性质、溶液的浓度及温度和压力等因素有关,它的数值越大,表明溶液的粘度越大。

聚合物溶液粘度的变化,一般采用下列的粘度量来描述。

1.相对粘度,又称粘度比,用ηr表示。

它是相同温度条件下,溶液粘度η与纯溶剂粘度η0之比,表示为:ηr=η/η0(1)相对粘度是一个无因次量,随着溶液浓度增加而增加。

对于低剪切速率下聚合物溶液,其值一般大于1。

1.增比粘度(粘度相对增量),用ηsp表示,是相对于溶剂来说,溶液粘度增加的分数:ηsp =(η-η0)/η0 =ηr –1 (2)3. 比浓粘度(粘数),对于高分子溶液,粘度相对增量往往随溶液浓度的增加而增大,因此常用其与浓度c之比来表示溶液的粘度,称为比浓粘度或粘数,即:ηsp/c = (ηr-1)/c (3) 粘数的因次是浓度的倒数,一般用 ml/g表示。

1.比浓对数粘度(对数粘度),其定义是相对粘度(粘度比)的自然对数与浓度之比,即:( lnηr)/c = [ln(1+ηsp)]/c (4)单位为浓度的倒数,常用 ml/g表示。

1.特性粘度(极限粘度),其定义为比浓粘度(粘数)ηsp/c或比浓对数粘度(对数粘度)lnηr/c在无限稀释时的外推值,用[η]表示,即:[η] = lim(ηsp/c) = lim(lnηr/c) (5)c→0 c→0[η] 称为特性粘度(或极限粘数),其值与浓度无关,量纲是浓度的倒数。

实验证明,对于给定聚合物,在给定的溶剂和温度下,[η]的数值仅有试样的分子量Mη所决定。

[η]和 Mη的关系如下:[η] =KMηα (6)上式称为Mark-Houwink方程。

高分子物理实验 粘度法

高分子物理实验 粘度法

实验一 粘度法测定聚合物的粘均分子量线型聚合物溶液的基本特性之一,是粘度比较大,并且其粘度值与分子量有关,因此可利用这一特性测定聚合物的分子量。

粘度法尽管是一种相对的方法,但因其仪器设备简单,操作方便,分子量适用范围大,又有相当好的实验精确度,所以成为人们最常用的实验技术,在生产和科研中得到广泛的应用。

一、 实验目的掌握粘度法测定聚合物分子量的原理及实验技术。

二、基本原理聚合物溶液与小分子溶液不同,甚至在极稀的情况下,仍具有较大的粘度。

粘度是分子运动时内摩擦力的量度,因溶液浓度增加,分子间相互作用力增加,运动时阻力就增大。

表示聚合物溶液粘度和浓度关系的经验公式很多,最常用的是哈金斯(Huggins )公式2[][]spk c cηηη=+ --------------------------------------- (1)在给定的体系中k 是一个常数,它表征溶液中高分子间和高分子与溶剂分子间的相互作用。

另一个常用的式子是2[][]ln rc cηβηη=--------------------------------------- (2)式中k 与β均为常数,其中k 称为哈金斯参数。

对于柔性链聚合物良溶剂体系,k =1/3,k+β= l/2。

如果溶剂变劣,k 变大;如果聚合物有支化,随支化度增高而显著增加。

从(1)式和(2)式看出,如果用sp cη或ln r cη对c 作图并外推到c →0(即无限稀释),两条直线会在纵坐标上交于一点,其共同截距即为特性粘度[η],如图1-1所示0ln limlim[]sprc c ccηηη→→== ----------------------------------------(3)图1-1通常式(1)和式(2)只是在了r η=1.2~2.0范围内为直线关系。

当溶液浓度太高或分子量太大均得不到直线,如图1-2所示。

此时只能降低浓度再做一次。

特性粘度[η]的大小受下列因素影响: (1)分子量:线型或轻度交联的聚合物分子量增大,[η]增大。

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粘度法测定高聚物的粘均分子量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,是个重要的基本参数。

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摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。

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。

用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。

粘度法测高聚物溶液摩尔质量时,常用名词的物理意义,如表1所示:表1 常用名词的物理意义符号名称与物理意义η0纯溶剂的粘度,溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度。

η溶液的粘度,溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现。

ηr相对粘度,ηr=η/η0,溶液粘度对溶剂粘度的相对值。

ηsp增比粘度,ηsp= (η -η0) / η0 = η / η0 –1 = ηr – 1,反映了高分子与高分子之间,纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应。

ηsp/C比浓粘度,单位浓度下所显示出的粘度。

[η]特性粘度,,反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦主要有:纯溶剂分子间的内摩擦,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。

这三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度,记作η。

实践证明,在相同温度下η>η0 ,为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以ηsp表示:ηsp =(η -η0)/η0 =η/ η0 -1 =ηr -1 (5)式中,ηr称为相对粘度,反映的仍是整个溶液的粘度行为,而ηsp则是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物分子间的内摩擦之和。

高聚物溶液的ηsp往往随质量浓度C的增加而增加。

为了便于比较,定义单位浓度的增比粘度ηsp/C为比浓粘度,定义lnηr /C为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时比浓粘度趋近于一个极限值,即:(6)式中[η]主要反映了无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用,称为特性粘度,可以作为高聚物摩尔质量的度量。

由于ηsp与ηr均是无因次量,所以[η]的单位是浓度C单位的倒数。

[η]的值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态,可通过实验求得。

因为根据实验,在足够稀的高聚物溶液中有如下经验公式:图2 外推法求[η](7)(8)式中,κ和β分别称为Huggins和Kramer常数,这是两个直线方程,因此我们获得[η]的方法如图2所示:一种方法是以ηSP/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,两条线应会合于一点,这也可校核实验的可靠性。

在一定温度和溶剂条件下,特性粘度[η]和高聚物摩尔质量M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:图3 乌氏粘度计(9)式中M为粘均分子量;K为比例常数;α是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]。

由上述可以看出高聚物摩尔质量的测定最后归结为特性粘度[η]的测定。

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。

所使用的乌氏粘度计如图3所示,当液体在重力作用下流经毛细管时,其遵守泊肃叶(Poiseuille)定律:(10)式中,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;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,(10)式中许多参数是一定的,因此可以改写成:(11)式中,B<1,当流出的时间t在2min左右(大于100s),该项(亦称动能校正项)可以忽略,即η=Aρt。

又因通常测定是在稀溶液中进行(C<1×10-2g·cm-3),溶液的密度和溶剂的密度近似相等,因此可将ηr写成:(12)式中,t为测定溶液粘度时液面从a刻度流至b刻度的时间;t0为纯溶剂流过的时间。

所以通过测定溶剂和溶液在毛细管中的流出时间,从(12)式求得ηr,再由图2-30-2求得[η]。

【仪器试剂】恒温槽1套;乌贝路德粘度计1支;分析天平1台;移液管(10mL,2支、5mL,1支);停表1只;洗耳球1个;橡皮管夹2个;橡皮管(约5cm长,2根);吊锤1个。

聚丙烯酰胺(或聚乙烯醇) ;NaNO3(3mol·dm-3、1mol·dm-3)。

【步骤】1. 粘度计的洗涤先用热洗液(经砂心漏斗过滤)将粘度计浸泡,再用自来水、蒸馏水分别冲洗几次,每次都要注意反复流洗毛细管部分,洗好后烘干备用。

2. 调节恒温槽温度至(30.0± 0.1)℃,在粘度计的B管和C管上都套上橡皮管,然后将其垂直放入恒温槽,使水面完全浸没G球,并用吊锤检查是否垂直。

3. 溶液流出时间的测定用移液管分别吸取已知浓度的聚丙烯胺溶液10mL和NaNO3溶液(3mol·dm-3)5mL,由A管注入粘度计中,在C管处用洗耳球打气,使溶液混合均匀,浓度记为C1,恒温15min,进行测定。

测定方法如下:将C 管用夹子夹紧使之不通气,在B管处用洗耳球将溶液从F球经D球、毛细管、E 球抽至G球2/3处,解去C管夹子,让C管通大气,此时D球内的溶液即回入F球,使毛细管以上的液体悬空。

毛细管以上的液体下落,当液面流经a刻度时,立即按停表开始记时间,当液面降至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。

重复这一操作至少三次,它们间相差不大于0.3s,取三次的平均值为t1。

然后依次由A管用移液管加入5mL、5mL、10mL、15mLNaNO3溶液(1mol·dm-3),将溶液稀释,使溶液浓度分别为C2、C3、C4、C5,用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t2、t3、t4、t5。

应注意每次加入NaNO3溶液后,要充分混合均匀,并抽洗粘度计的E球和G球,使粘度计内溶液各处的浓度相等。

4. 溶剂流出时间的测定用蒸馏水洗净粘度计,尤其要反复流洗粘度计的毛细管部分。

用1mol·dm-3NaNO3洗1~2次,然后由A管加入约15mL1mol·dm-3NaNO3溶液。

用同法测定溶剂流出的时间t0。

实验完毕后,粘度计一定要用蒸馏水洗干净。

【注意事项】—高聚物在溶剂中溶解缓慢,配制溶液时必须保证其完全溶解,否则回影响溶液起始浓度,而导致结果偏低。

—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。

—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。

—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。

—粘度计要垂直放置,实验过程中不要振动粘度计,否则影响结果的准确性。

【数据处理】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C0 (g·cm - 3);恒温温度℃C/g·cm-3t1/ st2/ st 3/ st平均/ sηrlnηrηSPηSP / Clnηr / CCi2. 作ηSP /C-C及lnηr / C-C图,并外推到C→0求得截距即得[η]。

由公式(9)计算聚丙烯酰胺的粘均摩尔质量,K,α值查附录二十五。

思考题1. 与奥氏粘度计相比,乌氏粘度计有何优点?本实验能否用奥氏粘度计?2. 奥氏粘度计中支管C有何作用?除去支管C是否可测定粘度?3. 乌粘度计的毛细管太粗或太细有什么缺点?4. 为什么用[η]来求算高聚物的分子量?它和纯溶剂粘度有无区别?5. 分析ηSP /C-C及lnηr / C-C作图缺乏线性的原因?【讨论】1. 高聚物的平均摩尔质量因测定原理与计算方法的不同而异,各种测定方法和适用范围如表2-30-2所示。

其中粘度法设备简单,操作方便,有相当好的实验精度,但粘度法不是测摩尔质量的绝对方法,因为此法中所用的特性粘度与摩尔质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,摩尔质量范围不同。

表2-30-2 各种平均摩尔质量测定法的比较方法名称适用摩尔质量范围平均摩尔质量类型方法类型粘度法104~107粘均相对法端基分析法<3×104数均绝对法沸点升高法<3×104数均相对法凝固点降低法<5×103数均相对法气相渗透压法(VPO)<3×104数均相对法膜渗透压法2×104~1×106数均绝对法光散射法2×104~1×107重均绝对法超速离心沉降速度法1×104~1×107各种平均绝对法超速离心沉降平衡法1×104~1×106重均、数均绝对法凝胶渗透色谱法1×103~5×106各种平均相对法2. 粘性液体在毛细管中流出受各种因素的影响,如动能改正、末端改正、倾斜度改正、重力加速度改正、毛细管内壁粗度改正、表面张力粗度改正等等,其中影响最大的是动能改正项,式(10)正是考虑了动能改正后的Poiseuille公式。

若忽略上述诸因素的影响,Poiseuille公式可改写为η = πpr4t / 8 l V = πhρgr4t / 8 l V ,但在使用时必须满足以下条件:液体流动属于牛顿型流动,即液体的粘度与流动的切变速度无关。

液体的流动呈层流状态,没有湍流存在,要求液体流动速度不能太大。

根据所用溶剂选择V和r,并使溶剂流出时间t0大于100 s。

液体在毛细管壁上没有滑动。

毛细管半径与长度的比值要足够小。

当末端改正项r/ l≤1时,可以忽略。

3. 高聚物分子链在溶液中所表现出的一些行为会影响[η]的测定:(1)聚电解质行为,即某些高分子链的侧基可以电离,电离后的高分子链有相互排斥作用,随C的减小,ηsp/C却反常的增大。

通常可以加入少量小分子电解质作为抑制剂,利用同离子效应加以抑制。

(2)又如某些高聚物在溶液中会发生降解,会使[η]和M结果偏低,可加入少量的抗氧剂加以抑制。

4. 以ηSP /C-C及lnηr / C-C作图缺乏线性的影响因素:(1) 温度的波动一般而言,对于不同的溶剂和高聚物,温度的波动对粘度的影响不同。

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