实验二 粘度法测定聚合物的粘均分子量
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。
粘度法测定高聚物的分子量
粘度法测定高聚物的分子量
实验目的 实验原理 仪器和试剂 实验步骤 数据处理 思考题
实验目的
1. 测定聚乙二醇的粘均分子量。 2.掌握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度计(乌式粘
度计)测定粘度的方法。
实验原理
高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流 动时存在着内摩擦。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 出的特性粘度也大。特性粘度和分子量之间的经验 关系式为:
2.作ηS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。
(1)
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］。
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
实验原理
当溶液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可
粘度法测定聚合物的分子量教材
《高分子物理》实验指导书李凤红陈延明姜涛司春雷沈阳工业大学工程学院2003年8月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，此法设备简单，操作方便，且具有较好的精确度，因而在聚合物的生产和研究中得到十分广泛的应用。
本实验是采用乌氏粘度计，用一点法测定苯酚—四氯乙烷溶液中涤纶树脂的分子量。
一．目的要求：通过本实验要求掌握粘度法测定高聚物分子量的基本原理、操作技术和数据处理方法。
二．基本原理根据马克—哈温克经验公式：[η]=K Mηα（1）若特性粘度[η]，常数K及α值已知，便可利用上式求出聚合物的粘均分子量M η。
K、α是与聚合物、溶剂及溶液温度等有关的常数，它们可以从手册中查到。
[η]值即用本实验方法求得。
由经验公式：ηSP/C =[η] +kˊ[η]2C （2）和 lnη/ C =[η] -β[η]2 C （3）r/C或与溶液的比浓对数粘度lnηr/C成直线SP关系（如图1），在给定体系中Kˊ和β均为常数，这样以ηSP/C对C或以lnηr /C对C作图并将其直线外推至C=0处，其截距均为[η]。
所以[η]被定义为溶液浓度趋近于零时的比浓粘度或比浓对数粘度。
式（3）中ηr称为相对粘度，即为在同温度下溶液的绝对粘度η与溶剂的绝对粘度η0之比：ηr = η /η0（4）分别为t和t0;且t0大于100秒时，则ηr= t / t0 （5）式（2）中ηsp称为增比粘度，它被定义为加入高聚物溶质后引起溶剂粘度增加的百分数，即：ηsp =（η—η0）/η0 =ηr— 1 （6）这样，只需测定不同浓度的溶液流经同一毛细管的同一高度时所需的时间t及纯溶剂的流经时间t0，便可求得各浓度所对应的ηr值进而求得各ηsp，ηsp/C及lnηr/C 值，最后通过作图得到[η]值，这种方法称为外推法。
在许多情况下，由于试样量少或要测定大量同品种的试样，为了简化操作，对于多数线型柔性高分子溶液均符合Kˊ≈1/3；Kˊ+β=1/2，则再将（2）、（3）两式联图2 乌式粘度计 立可得式：[η] = [2（ηsp —ln ηr ）]1/2 / C （7）由方程（2）又可简单推导出：[η] =[（1+4K ˊηsp ）1/2-1] /2 K ˊC （8）所以只要知道一个浓度下的ηr 值，便可通过（7）式求出[η]；若还知道溶液的Kˊ值，便可通过（8）式求得[η]。
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
相对粘度ηr
η ηr = η0
溶液的粘度 纯溶剂的粘度
增比粘度ηsp
η - η0 ηsp = = ηr -比浓粘度与比浓对数粘度 比浓对数 特性粘数[ 特性粘数 η]
lnηr [η] = lim = lim c →0 c c →0 c
ηsp
将聚合物溶液加以稀释， 将聚合物溶液加以稀释，测定纯溶剂和不同浓度 的溶液的流出时间， 的溶液的流出时间，由上式计算相对粘度与增比 粘度，按特性粘数定义，经浓度外推求得[ 值 粘度，按特性粘数定义，经浓度外推求得 η ]值， 再利用Mark- Houwink方程，即可计算聚合物的粘 再利用 方程， 方程 均分子量
粘度法测定聚合物的分子量
高分子物理实验教程之一
粘度法是一种测定聚合物分子量的相对方法， 粘度法是一种测定聚合物分子量的相对方法， 但因为其仪器设备简单，操作方便， 但因为其仪器设备简单，操作方便，分子量适用 范围大，实验精度也较高， 范围大，实验精度也较高，所以粘度法是聚合物 分子量测定方法中最为常用的一种。 分子量测定方法中最为常用的一种。 粘度法除了主要用来测定粘均分子量外， 粘度法除了主要用来测定粘均分子量外，还 可用于测定溶液中的大分子尺寸， 可用于测定溶液中的大分子尺寸，测定聚合物的 溶度参数等
lg [ η] = lgK + αlgM
(2) 粘度的浓度依赖性
ηsp c
= [ η] + k [ η] c
2
ηsp c
lnηr 2 = [ η] - β [ η] c c
[ η]
lnηr c
c
溶液的流出时间
η t ηr = = η0 t0
t - t0 ηsp = ηr - 1 = t0
粘均分子量
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。
聚合物分子量的测定-黏度法
NaNO3 溶液，
五、结果处理
实验数据记录表格
溶液 1mol/L NO3PAM 0.01g/100ml 由实验数据得：
—
时间/s t0 t
77.41 82.83
实验数据 77.15 82.38
77.10 82.33
t0=（t01+t02+t03）/3=77.22s
—
t=（t1+t2+t3）/3=82.51s c=0.01g/100mL 所以： (t-t。) η sp = =0.06851 t。 lnη r=ln（t/t0）=0.06626 1 [η ] =2c (η sp + lnη r)= 6.7385 所以： M v = 1.40×10 ×[η ]3/2=2.45×10 即，聚合物的粘均分子量为 2.45×10
中国石油大学 化学原理（二） 实验报告
班级： 石工 同组者： 学号： 实验日期： 姓名： 教师： 成绩： 耿杰
聚合物分子量的测定---粘度法
一、 实验目的
学会一种测定分子量的方法。
二、 实验原理
由于聚合物具有多分散性，所以聚合物的分子量是一个平均值。有许多测定分子量的 方法（如光散射法、渗透压法、超速离心法、端基分析法等） ，但最简单、而使用范围又广 是粘度法。由粘度法测的的聚合物的分子量叫做粘均分子量，以“ M v”表示。 粘度法又分多点法和一点法： 1．多点法 多点法测点聚合物粘均分子量的计算依据是： [η ] = k M vɑ 式中：[η ]— 特性粘度； k，ɑ—与温度和溶剂有关的常数； M v — 聚合物的粘均分子量。 若是溶剂的粘度为η
0
―― ―― ――Βιβλιοθήκη （7-1），聚合物溶液浓度为 c（100mL 所含聚合物的克数表示）时的粘
实验二--乌氏粘度计测定聚合物的特性粘度
实验二乌氏粘度计测定聚合物的特性粘度一、实验目的粘度法是测定聚合物分子量的相对方法，此法设备简单，操作方便，且具有较好的精确度，因而在聚合物的生产和研究中得到十分广泛的应用。
通过本实验要求掌握粘度法测定高聚物分子量的基本原理、操作技术和数据处理方法。
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齐，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。
测定高聚分子量的方法很多，本实验采用粘度法测定高聚物分子量。
高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。
在测高聚物溶液粘度求分子量时，常用到下面一些名词。
如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触外表也愈大，摩擦就大，表现出的特性粘度也大。
特性粘度和分子量之间的经验关系式为：式中，M 为粘均分子量；K为比例常数；alpha是与分子形状有关的经验参数。
K和alpha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alpha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，其数值解与～1 之间。
K 与alpha 的数值可通过其他绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定[η]。
在无限稀释条件下因此我们获得[η]的方法有二种；一种是以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，两根线会合于一点。
方程为：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，以毛细管流出发的粘度计最为方便假设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。
(m=1)。
对于某一只指定的粘度计而言，〔4〕可以写成下式省略忽略相关值，可写成：式中，t 为溶液的流出时间；t0为纯溶剂的流出时间。
可以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间，从(6)式求得ηr，再由图求得[η]。
聚合物分子量的测定—粘度法
聚合物分子量的测定—粘度法聚合物分子量的测定是高分子科学领域中一项重要的研究内容，对于聚合物的性能、应用和合成路径具有重要意义。
粘度法是一种常用的测定聚合物分子量的方法，其原理是利用溶液中聚合物分子量对溶液粘度的影响来测定分子量。
下面将详细介绍粘度法测定聚合物分子量的基本原理、实验步骤和数据处理方法。
一、基本原理粘度法的基本原理是聚合物溶液的粘度与其分子量之间存在一定的关系。
在一定浓度范围内，溶液的粘度随着聚合物分子量的增加而增加。
因此，通过测量聚合物溶液的粘度，可以推测出聚合物的分子量。
根据Stokes-Einstein方程，聚合物溶液的粘度可表示为：η = kT/（R0[η]）其中，η为溶液粘度，k为常数，T为绝对温度，R0为聚合物分子在溶液中的均方根旋转半径，[η]为溶液粘度。
R0与聚合物分子量之间存在一定关系，可以通过聚合物化学结构和构象进行计算或通过实验测定。
因此，通过测量溶液的粘度和温度，可以求得聚合物分子量。
二、实验步骤1.样品准备首先，需要制备一定浓度的聚合物溶液。
通常采用溶剂溶解法，将聚合物溶于适当的溶剂中。
常用的溶剂包括苯、氯仿、二氯甲烷等。
制备溶液时需要注意聚合物完全溶解，并保持恒温。
2.粘度测量将制备好的聚合物溶液放入粘度计中，选择适当的转子，以得到最佳测量范围。
测量时需要注意保持恒温，并等待溶液充分搅拌后进行测量。
一般采用降扭法或升降法来测量溶液粘度。
3.温度控制在测量过程中，温度的控制对于保证测量结果的准确性非常重要。
可以通过恒温水浴或恒温控制装置来保持溶液温度恒定。
4.数据记录与处理记录测量得到的溶液粘度和温度数据。
根据Stokes-Einstein方程，结合聚合物化学结构和构象计算或通过实验测定R0值，进一步计算聚合物分子量。
三、数据处理方法数据处理是粘度法测定聚合物分子量的关键步骤。
通常采用最小二乘法或Origin 等数据处理软件进行数据的分析和拟合，得到聚合物分子量与溶液粘度的关系曲线。
实验20 粘度法测定聚合物的分子量
实验20 粘度法测定聚合物的分子量一、试验目的1. 了解粘度法测定聚合物平均分子量的原理。
2. 掌握粘度法测定的实验技术和数据处理方法。
3. 掌握一点法测定聚乙烯醇分子量的方法。
二、实验原理本实验采用乌氏粘度计测定聚乙烯醇稀水溶液的粘度，进而求出聚乙烯醇试样的分子量，对于浓溶液与聚合物的熔体粘度行为，因为很难找出准确的分子量，在此不作讨论。
某一溶剂在一定的温度下溶入聚合物，其粘度大大增加，而粘度的增加与聚合物的分子量有密切关系，从而利用这个性质在适当的条件下测定聚合物的分子量。
试验证明，许多聚合物溶液不是理想溶液，称为非牛顿流体，其流动规律不服从牛顿流体规律，但对于一般柔性链聚合物在切变速度较低且分子量适中时，其稀溶液可按牛顿流体处理。
聚合物稀溶液的粘度主要反应了三种内摩擦：○1 溶剂间流动时产生的内摩擦 ○2 高分子间的内摩擦 ○3 高分子与溶剂间的内摩擦 这三者的总和表现为聚合物稀溶液的粘度，记为η1，而由溶剂表现的粘度即纯溶剂粘度为η0。
特性粘数[η]是几种粘度中最重要的一种粘度，其数学式为：ln lim lim []00sp rC C C Cηηη==→→ （20-1）它为无限稀释的高分子溶液的比浓粘度，这时溶液所呈现的粘度行为主要反映了高分子与溶剂间的内摩擦。
特性粘度已不再与溶液的浓度有关，它表示单个分子对溶液粘度的贡献。
外推法求特性粘度[]η是较常用的方法，即在各种不同的浓度下求得sp η或r η，然后作C sp η—C 图或Crηln —C 图再外推到0C →时其截距即为[]η。
测得特性粘度之后，即可用下式求得分子量：[]KM αη= （20-2） 式中：M 为聚合物的平均分子量；[]η为特性粘度，其单位是浓度的倒数；α为与溶液中聚合物分子形态有关的指数项。
K 和α是两个常数，其数值可以从有关手册查到，查找时要注意这两个常数的测定条件，如使用的温度、溶剂、适用的分子量范围、单位以及校正方法。
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是一种常见的测定聚合物粘均分子量的方法。
本文将详细介绍粘度法的原理、实验步骤以及误差分析。
一、原理粘度法通过测量溶液的粘度来推测其中分子的大小，进而求得聚合物的粘均分子量。
粘度与聚合物溶液中聚合物链的长度、空间构型以及分子之间的相互作用有关。
一般情况下，溶液的粘度与其浓度有关，由于聚合物浓度一般较低，可以近似认为单位体积溶液中分子的平均数为常数。
因此，可以根据下式推导粘度和粘均分子量的关系：η=K·M^a其中，η代表溶液的粘度，M代表聚合物的粘均分子量，K和a都是常数。
二、实验步骤1.准备样品：选取适当溶剂，将所需浓度的聚合物加入容器中制备溶液。
2.测量粘度：将粘度计完全浸入溶液中，使其在溶液中达到平衡。
根据粘度计读数和设备常数计算得到溶液的粘度。
3.测量溶液密度：使用密度计或其他方法测量溶液的密度。
4.计算聚合物的粘均分子量：根据实验数据，利用上述的粘度和粘均分子量关系公式计算聚合物的粘均分子量。
三、误差分析1.溶剂的选择：溶剂的选择对溶液的粘度测定有重要影响。
溶剂选择不当会影响粘度的测量结果。
2.温度的影响：温度对聚合物溶液的粘度有很大影响。
由于粘度和粘均分子量的关系式中包含温度参数，所以温度的误差会直接影响粘度和粘均分子量的计算结果。
3.实验仪器的误差：实验仪器的不准确性和使用方法的不当也会引入误差。
4.聚合物的结构和特性：聚合物的结构和特性也会影响粘度和粘均分子量的计算结果。
综上所述，粘度法是一种测定聚合物粘均分子量的常用方法，通过测量溶液的粘度来推断溶液中聚合物分子的大小，并据此计算聚合物的粘均分子量。
在实验过程中需注意溶剂的选择和温度控制，并考虑实验仪器的误差以及聚合物的结构和特性对结果的影响。
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。
实验2稀释粘度法测定聚合物分子量
• 线型高分子溶液的基本特性之一是粘度比 较大，并且其粘度值与平均分子量有关， 因此可利用这一特性测定其分子量。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：
图2－1 和与c关系图
• 即是聚合物溶液的特性粘数，它和浓度无 关，由此可知，若以和分别对c作图（如图 2－1)，则它们外推到截距应重合于一点， 其值等于。这也可用来检查实验的可靠性。
5、溶液流出时间的测定
• 用移液管吸取10ml溶液注入粘度计，粘度测定如前。测得溶液流出时 t1。然后再移入5ml溶剂，这时粘度计内的溶液浓度是原来的2/3，将 它混合均匀，并把溶液吸至a线上方的球一半，洗两次，再用同法测 定t2。同样操作再加入5、10、10ml溶剂，分别测得t3、t4、t5，并填 入下表：
• 试样：聚苯乙烯，溶剂：甲苯，浓度： ，粘度计号码：i.d 0.5mm， 温度：25℃。
1.5 实验结果
多次测定并记录不同浓度的溶剂通过乌氏粘度计 的流出时间和它们/ c' c' 和 sp / c' c' 图，可以坐标 纸12格为相对浓度横坐标(即 c' 1 )，则其他各点就相 应于8、6、4、3格处。外推得到截矩A，那么：特性粘数 [] =截距A/初始浓度c0，又已知 [] KM ，特性粘度 单位：dl/g，式中，K=1.7*10-4；α＝0.69；
2、测定溶剂流出时间 • 将恒温水浴调节至25(或30)±0.1℃。在粘度计(见图2—
2)B、C管上小心地接上医用橡皮管，用铁夹夹好粘度计， 放入恒温水浴，使毛细管垂直于水面，并使水面浸没a线 上方的球。用移液管从A管注入10mL溶剂(滤过)，恒温 10min后，用夹子(或用手)夹住C管橡皮管使不通气，而将 接在B管的橡皮管用注射器抽气，使溶剂吸至a线上方的球 一半时停止抽气。先把注射器拔下，而后放开C管的夹子， 空气进入D球，使毛细管内溶剂和A管下端的球分开。这 时水平地注视液面的下降，用停表记下液面流经a和b线的 时间，此即为t0。重复三次以上，误差不超过0.2s。取其 平均值作为t0。然后将溶剂倒出，粘度计烘干。
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。
粘度法测定聚合物的粘均相对分子质量
实验报告实验名称：粘度法测定聚合物的粘均相对分子质量实验步骤：1. 打开恒温水浴装置的电源，开动搅拌器，使温度计上所显示的水浴温度恒定在30 ±0.05℃。
2. 溶剂准备将氯化钠用蒸馏水配制成c(Nacl)=1.00mol/L和c(Nacl)=2.00mol/L的溶液。
在恒温水浴中固定一个250mL锥形瓶，在其中加入经干燥的玻璃砂芯漏斗过滤的浓度为1.00mol/L的氯化钠溶液，恒温30min备用。
3. 高分子溶液的制备用分析天平准确称取0.05-0.1g均匀的粉末状聚丙烯酰胺，准确至0.0001g。
全部倒入干燥洁净的100mL容量瓶中，加入约48ml的蒸馏水，溶解摇匀后，用移液管准确加入50ml浓度为2.00mol/L的氯化钠溶液，放在30±0.05℃水浴中。
恒温后，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，用干净的砂芯漏斗过滤，即得式样浓度约为0.0005-0.001g/mL，氯化钠浓度为1.00mol/L的试样溶液，放在恒温水浴中备用。
4. 在稀释粘度计的B 、C 两管的管口小心地套接上两节乳胶管。
关闭恒温水浴槽中的搅拌器。
将乌式粘度计用夹子垂直地固定在水浴中（注意不要让搅拌器与温度计或粘度计相碰），使水浴的水面浸没B 管a 线上方的球体。
重新开启搅拌器。
5. 用移液管移取10mL试样溶液，从A管的管口注入粘度计，应将移液管口对准管A的中心，避免溶液挂在管壁上。
待溶液自然流下后，静止10s，用洗耳球将最后一滴吹入粘度计。
恒温10min 。
6. 用弹簧夹夹住C 管上的乳胶管使之不通气，用吸耳球从B 管的管口将A管下部大球中的液体通过毛细管吸入毛细管上方的球体中，当液面到达a 线上方球体中的一半时停止吸液，拿开吸耳球后迅速打开C 管上的乳胶管夹，让空气进入D球，同时水平地注视B 管中的液面下降，用秒表准确记录液面流经a 、b 两条刻线之间的时间，应是溶液弯月面最低点与刻线相切的瞬间，观察使应平视。
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。
1.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M v 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）。
可用多种方如表1-1 所示。
式来表示溶液粘度相对于溶剂粘度的变化，其名称及定义表1-1 溶液粘度的各种定义及表达式名称定义式量纲相对粘度hh r =h 0无量纲增比粘度hh sp =- h 0= h r - 1 无量纲h 0比浓粘度hspch r - 1=c浓度的倒数（dL/g ）比浓对数粘度(对数粘度) lnh rcln(1 +hsp)= 浓度的倒数（dL/g ）c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[h ] = lim hsp = lim lnh r(1-1)c? 0 c c? 0 c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1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。
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实验二 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 spc η 或 ln rcη 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2-1所示：00ln lim lim []sprc c c cηηη→→== (3)通常式（1）和式（2）只是在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2-2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。
（2）分子形状：分子量相同时，支化分子的形状趋于球形，[η]较线型分子的小。
（3）溶剂特性：聚合物在良溶剂中，大分子较伸展，[η]较大，而在不良溶剂中，大分子较卷曲，[η]较小。
（4）温度：在良溶剂中，温度升高，对[η]影响不大，而在不良溶剂中，若温度升高使溶剂变为良好，则[η]增大。
当聚合物的化学组成、溶剂、温度确定以后，[η]值只与聚合物的分子量有关。
常用两参数的Mark-Houwink 经验公式表示：[]KM αη= （4）式中K 、α需经绝对分子量测定方法订定后才可使用。
对于大多数聚合物来说，α值一般在0.5~1.0之间，在良溶剂中α值较大，接近0.8。
溶剂能力减弱时，α值降低。
在θ溶液中，α = 0.5。
这个经验公式已有大量的实验结果验证，许多人想从理论上来解释粘度与分子量大小的关系。
他们假定了两种极端的情况，第一种情况是认为溶液内的聚合物分子线团卷得很紧，在流动时线团内的溶剂分子随着高分子一起流动，包含在线团内的溶剂就像是聚合物分子的组成部分，可以近似地看作实心圆球，由于是在稀溶液内线团与线团之间相距较远，可以认为这些球之间近似无相互作用。
根据悬浮体理论，实心圆球粒子在溶液中的特性粘度公式： []2.5Vmη=⨯(5)设含有溶剂的线团的半径为R ，质量m 为M N，其中M 是分子量，N 是阿佛加德罗常数。
因为视为刚性圆球，故343V R π=可近似用均方根末端距的三次方()3220h 来表示，（20h 是分子链头尾距离的平方的平均值，均方根就是其开方的值。
）把V 与m 值代入式（5）中得： ()33221222[]hh M MM η⎛⎫=Φ=Φ⋅ ⎪⎝⎭(6) 式中Φ是普适常数；20h 是均方末端距。
由于20h 是在线团卷得很紧的情况下的均方末端距，在一定温度下，20h M是一个常数，式（6）可写成12[]KM η= (7)这说明在线团卷得很紧的情况下，聚合物溶液的特性粘度与分子量的平方根成正比。
第二种情况是假定线团是松懈的，在流动时线团内溶剂是自由的。
在实际上，这第二种假设较接近反映大多数聚合物溶液的情况。
因为聚合物分子链在流动时，分子链段与溶剂间不断互换位置，而且由于溶剂化作用分子链扩张，使得聚合物分子在溶液中不像实心圆球，而更像一个卷曲珠链（图2-3）。
这种假定称为珠链模型。
当珠链很疏松，溶剂可以自由从珠链的空隙中流过。
这种情况下可以推导出：[]KMη=(8)上述两种是极端的情况，即当线团很紧时，12[]M η∝，当线团很松时[]M η∝。
这说明聚合物溶液的特性粘度与分子量的关系要视聚合物分子在溶液里的形态而定。
聚合物分子在溶液里的形态是分子链段间和分子与溶剂间相互作用的反映。
一般说，聚合物溶液体系是处于两极端情况之间的，即分子链不很紧，也不很松，这种情况下就得到较常用的式（4）。
测定条件如使用的温度、溶剂、分子量范围都相同时，K 和α是两个常数，其数值可以从有关手册中或本书附录中查到。
由以上的讨论可见，高分子链的伸展或卷曲与溶剂、温度有关，用扩张因子表示高分子的卷曲形态：1___22___2h x h θ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭高分子θ溶液有许多特性：第二维利系数A 2＝0；扩张因子x ＝1；特性粘度[η]θ最小: 12[]K M θθη= 由于3___22hK M θθφ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭所以 3___22[]h Mθθηφ⎛⎫ ⎪⎝⎭=可得 []11___322M h θθηφ⎧⎫⎛⎫⎪⎪=⎨⎬ ⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭ 其中Flory 常数φ＝2.86×1023（mol -1）因此， {}1___12231.518[]h M θθη⎛⎫= ⎪⎝⎭(A )︒{}11______12222310.620[]6S h M θθθη⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (A )︒ 所以用已知分子量的高聚物在θ溶液中测定特性粘度[]θη，就可以计算高分子链的无扰尺寸。
三、仪器与样品乌氏粘度计一支；计时用的停表一块；100mL 容量瓶2个；分析天平一台；恒温槽装置一套（玻璃缸、电动搅拌器、调压器、加热器、继电器、接点温度计一支，50℃十分之一刻度的温度计一支等）；3＃玻璃砂芯漏斗一个；加压过滤器一套；5mL 和10mL 移液管。
聚苯乙烯样品；环己烷。
四、实验步骤1．装配恒温槽及调节温度温度的控制对实验的准确性有很大影响，要求准确到±0.05℃。
水槽温度调节到35℃±0.05℃，为有效地控制温度，应尽量将搅拌器、加热器放在一起，而粘度计要放在较远的地方。
2．聚合物溶液的配制用粘度法测聚合物分子量，选择高分子-溶剂体系时，常数K 、α值必须是已知的而且所用溶剂应该具有稳定、易得、易于纯化、挥发性小、毒性小等特点。
为控制测定过程中r η在1.2～2.0之间，浓度一般为 0.001g ／ml ～0.01g ／ml 。
于测定前数天，用100 mL 容量瓶把试样溶解好。
3．把配制好的溶液用干燥的3#玻璃砂芯漏斗加压过滤到100 ml 容量瓶中。
4．溶液流出时间的测定把预先经严格洗净，检查过的洁净粘度计的B 、C 管，分别套上清洁的医用胶管，垂直夹持于恒温槽中，然后用移液管吸取10ml溶液自A管注入，恒温15min 后，用一只手捏住C上的胶管，用针筒从B管把液体缓慢地抽至G球，停止抽气，把连接B、C管的胶管同时放开，让空气进入D球，B管溶液就会慢慢下降，至弯月面降到刻度a时，按停表开始计时，弯月面到刻度为b时，再按停表，记下流经a、b间的时间t1，如此重复，取流出时间相差不超过0.2s的连续3次平均之。
但有时相邻两次之差虽不超过0.2s，而连续所得的数据是递增或递减（表明溶液体系未达到平衡状态），这时应认为所得的数据不可靠的，可能是温度不恒定，或浓度不均匀，应继续测。
5．稀释法测一系列溶液的流出时间因液柱高度与A管内液面的高低无关。
因而流出时间与A管内试液的体积没有关系，可以直接在粘度计内对溶液进行一系列的稀释。
用移液管加入溶剂5mL，此时粘度计中溶液的浓度为起始浓度的2/3。
加溶剂后，必须用针筒鼓泡并抽上G球三次，使其浓度均匀，抽的时候一定要慢，不能有气泡抽上去，待温度恒定才进行测定。
同样方法依次再加入溶剂5，10，10mL，使溶液浓度变为起始浓度的1/2, 1/3, 1/4。
分别进行测定6．纯溶剂的流经时间测定倒出全部溶液，用溶剂洗涤数遍，粘度计的毛细管要用针筒抽洗。
洗净后加入溶剂，如上操作测定溶剂的流出时间，记作t0。
五、数据处理1．记录数据实验恒温温34.9℃；纯溶剂___水_____；纯溶剂密度ρ0= 1g/ml________；溶剂流出时间t0= (94.63+94.47+94.65)/3=94.58 s；试样名称___聚苯乙烯_；试样浓度c0 =0.001g/ml_；查阅聚合物手册，聚合物在该溶剂中的K、α值0.0662、0.64 。
把溶剂的加入量、测定的流出时间列成表格：序号 1 2 3 4 5 溶剂体积(mL) 0 5 10 20 30C i (g/mL) 0.001 0.00067 0.0005 0.00033 0.000251 t / s 23 101.22101.45101.3198.6599.0799.0098.0098.1897.9596.5696.4996.6096.0695.9495.90平均t (s)101.33 98.97 98.04 96.55 95.971.071 1.046 1.037 1.021 1.0140.0685 0.0450. 0.0363 0.021 0.013968.5 67.16 72.60 63.64 55.600.071 0.046 0.037 0.021 0.0147168.667463.6356由于溶液的粘度一般说来要比纯溶剂的粘度高，我们把两者之差的相对值称为增比粘度，记作 η sp ：η sp = ( η-η0 )/η0溶液粘度与纯溶剂粘度之比称为相对粘度 ηr ： ηr = η /η0增比粘度表示了扣除溶剂内摩擦效应后的粘度，而相对粘度则表示整个溶液的行为。
它们之间的关系为：ηsp = η /η0 - 1 = ηr - 1 数据处理结果如上表所示。
从上表中很容易看出第四组数据不正确，数值偏大，分析原因可能是加入溶剂后没有搅拌均匀，测量的恰是那部分没有充分稀释的部分，导致粘度偏大。
r η=1.2~2.0范围内为直线关系，而实验所得的并不在这个范围内，所以线性不太好，可能是溶液浓度太高或分子量太大。
2．用~sp c c η及ln ~r c c η作图外推至c →0求[η]用浓度c 为横坐标，sp c η和ln r c η分别为纵坐标；根据上表数据作图，截距即为特性粘度[η]。
处理时，第四组数据由于偏差较大，不予使用。
拟合直线及方程如下：0.00020.00040.00060.00080.0010506070BLinear Fit of BBA有拟合直线可读出截距均为55，所以可得到 特性粘数[η]=553．求出特性粘数[η]之后，代入方程式[]KM αη=，就可以算出聚合物的分子量M η，此分子量称为粘均分子量。