PVA粘度数据处理

6.利用粘度法测定的线性高聚物的粘均分子 量，其分子量范围为10-4~10-7。由于参数K、 α是由其他方法给出的，其误差一般在 5%~20%左右。
• 本项目的数据处理是一个很典型的线性拟 合问题，手工计算就是采用最小二乘法求 出拟合直线的待定参数，同时可以得出R的 值，也就是相关系数的大小。在Excel中， 可以采用先绘图再添加趋势线的方法完成 前两步的要求。
• 选择成对的数据列，将它们使用“X、Y散 点图”制成散点图。
• 在数据点上单击右键，选择“添加趋势 线”-“线性”，并在选项标签中要求给出公 式和相关系数等，可以得到拟合的直线。
ηr
ηSP
ηSP/c
lnηr/ c
0.010364 0.006909 0.005182 0.003455 0.002591
326.13 326.25 325.98 261.10 260.90 261.15 231.47 231.22 231.32 201.84 202.06 201.90 190.03 190.31 190.12
外推法求[η] 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 C/(g/cm 3) 4 5
ηSP/c lnηr/c
C ηSP/c lnηr/ c
用excel做线性拟合
• 在数据分析中，对于成对成组数据的拟 合是经常遇到的，涉及到的任务有线性 描述，趋势预测和残差分析等等。很多 专业读者遇见此类问题时往往寻求专业 软件，比如在化工中经常用到的Origin和 Origin 数学中常见的MATLAB等等。它们虽很 专业，但其实使用Excel就完全够用了。 • Excel自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的数据库中已有线性拟合工具， 但是它还稍显单薄。
由拟合数据看出：
ηSP /c =1095.4C+102.12 lnηr /c =-2331.7C+98.362
当C 【1】 【2】 0时：【1】式 [η]=102.12 【2】式 [η]=98.362
因为ηSP /c 与K跟高聚物结构（如分散性及高分子链的 支化等）有关，有明确的物理意义，而lnηr /c 公式只是数 学运算，没有明确物理意义。故在有偏差情况下按照【1】 式结果计算。 所以选择[η]=102.12
PVA粘均分子量测定实验数据 处理
数据处理
1、原始溶液浓度C0 0.010346 恒温温度 35 ℃ (g/cm3)；
2、溶剂（H2O）流出的时间t0
• • • • t01 t02 t03 平均值t0 148.75s 148.87s 148.81s 148.81s
3、数据处理——粘度计测量记录表
• 根据 [η ] = K M ，其中，K=6.6x10-2 ； α=0.64得： M=96315.955 即为实验条件下聚乙烯醇的粘均分子量。
α
实验结果分析
1. 不同实验条件下的聚乙烯醇粘均分子量有差异， 这是因为与它的浓度、温度有关。 2. 由拟合图可以看出，两种曲线的相关性一般， 相关度分别为0.7156和0.9225。曲线缺乏良好 的线性关系的原因可能是： ① 恒温水浴温度不够稳定，波动范围超过了 ±0.01℃，不过基本比较稳定。 ② 粘度计毛细管内部可能有微粒杂质，不过清洗 工作比较妥善，影响因素较小。 ③ 配置的PVA水溶液中有杂质，可能影响。
• R2表示拟合直线能够以多大的概率解释、 涵盖实测数据。值越大，线性特征越明显， 可以作为标准工作曲线用于其他未知的测 量。
拟合后的直线
外推法求[η] 400 300 ηSP/c lnηr/c 200 100 0 -100 0 -200 -300 -400 -500 y = -2331.7x + 98.362 R2 = 0.9225 C/(g/cm3) 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 y = 1095.4x + 102.12 R2 = 0.7156 ηSP/c lnηr/ c 线性 (ηSP/c ) 线性 (lnηr/ c )
加 入 溶 剂 量 （ml） 0 5 5 10 10 溶液流出时间(s) 浓度 (g/cm3) (1) (2) (3) 114.82 05 108.55 41 106.13 66 104.19 68 108.06 44 75.63 70 80.99 81 84.57 25 88.99 70 95.27 70 平均值 (s)
5.❤气泡❤ ①PVA溶解后期，已有部分气泡，难以看出是否还 剩有少许未溶解的固体。 ②容量瓶定容：以气泡下部液面为定容终点，忽略 上面的气泡，会带来一定误差。 ③测粘度式，ab刻度线之间会有少许气泡，特别在 球形管处，且一旦进入，气泡便难以再消除。这 样使得ab间溶液体积减少，流出时间变短；另一 方面也会减慢流速，使流出时间变长。当气泡较 大时，甚至出现堵在毛细管端口，导致液体无法 流出的现象。这是实验误差最大的来源！为了尽 量减少气泡，之前要尽量赶走溶液中的泡沫，每 次吸取溶液时要非常缓慢。
326.12 261.05 231.34 201.93 190.15
2.19 1.75 1.55 1.36 1.28
1.19 0.75 0.55 0.36 0.28
计算公式
η t ηr = = η 0 t0
η sp η −η0 = = ηr −1 η0
α
[η ] = K M
注：查阅知：T=35℃时，K=6.6x10-2 ； α=0.64
④加溶剂稀释时，取量不精确或者体系没有 混合均匀。 3. 使特性粘度[η]值偏离的原因： ①乌式粘度计不竖直，这会使得流出时间 增大，得到的特性粘度值偏低。 ②样品溶解不完全，实际起始浓度比计算 值偏低，使得[η]偏低。
4.温度对溶液粘度的影响：温度越高，分子 运动越剧烈，分子间作用力减弱，粘度下 降。实验中恒温槽的温度变化不大，关键 是在每次测量前，需要留足足够的时间使 得体系的温度稳定在30℃，不能立即测量。 此外，粘度计没有全部浸没在水浴中，这 对温度也有影响。