聚合物摩爾質(zhì)量的測(cè)定——粘度法

1、聚合物摩爾質(zhì)量的測(cè)定粘度法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解高聚物黏均相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定方法及原理；（2）掌握毛細(xì)管黏度計(jì)的使用方法，測(cè)定聚合物的黏均相對(duì)分子質(zhì)量。二、實(shí)驗(yàn)原理黏度是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力大小的反映。對(duì)聚合物溶液有sp= r-1                      （1）式中為sp增比濃度；為聚合物溶液的黏度；0為純?nèi)軇ざ?；r為相對(duì)黏度 比濃黏度/c和比濃對(duì)數(shù)黏度（ln r）/c

2、與高分子溶液濃度c的關(guān)系為：=+k/2c             (2)=+k/2c            （3）其中：為特征黏度，它決定于溶劑的性質(zhì)和聚合物的形態(tài)及大小。對(duì)同一聚合物，兩直線方程外推交于一點(diǎn),所得截距即為特征黏度；值隨聚合物的摩爾質(zhì)量有規(guī)律變化。特征黏度與聚合物摩爾質(zhì)量的關(guān)系為：      

3、   =k                       （4）式中：M為黏均相對(duì)分子質(zhì)量；k和是與溫度、聚合物及溶劑性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。液體黏度的測(cè)定方法有落球法、轉(zhuǎn)筒法和毛細(xì)管法。前兩者是與高、中黏度的測(cè)定。后者適用于較低黏度的測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)采用毛細(xì)管法。當(dāng)液體在重力作用下流經(jīng)毛細(xì)管黏度計(jì)時(shí)，遵守Poiseuile公式：   

4、60;                              （5）對(duì)某一給定毛細(xì)管黏度計(jì)，式可改寫為：                 

5、0;               （6）式中，當(dāng)B1，t100s時(shí)，第二項(xiàng)可以忽略。通常測(cè)定在稀溶液中進(jìn)行（c1g/ml），溶劑與溶液密度近似相等，則有：                      （7）式中t和t0分別為溶液和純?nèi)軇┑牧鞒?/p>

6、時(shí)間。毛細(xì)管黏度計(jì)（如圖）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出不同濃度下聚合物對(duì)應(yīng)的相對(duì)黏度，則可求出sp、 /c、 （ln r）/c 。以/c或（ln r）/c對(duì)c作圖外推得。在查得k和后，根據(jù)式（4）計(jì)算聚合物的黏均分子量。三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑封閉式毛細(xì)管黏度計(jì)、超級(jí)恒溫水浴槽、10ml帶刻度吸量管（2支）、秒表。高純水、0.5g/100ml聚乙烯醇。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、準(zhǔn)備工作將恒溫水浴槽設(shè)置為25，將內(nèi)壁潔凈的毛細(xì)管黏度計(jì)連接在恒溫水浴槽上。裝置如圖2、聚合物溶液黏度流出時(shí)間ti的測(cè)定（1） 在黏度計(jì)中注入10mL聚乙烯醇溶液，預(yù)熱5min。（2） 測(cè)量時(shí)，將黏度計(jì)沿d管一側(cè)放倒，使粘度計(jì)中聚乙烯醇溶液由b球全部進(jìn)

7、入a球，再順時(shí)針抬起粘度計(jì)45角度，使a球順利流入定體積c球，并注滿。多余溶液及液表面氣泡由f管流入b球，觀察記錄液面通過(guò)e1、e2刻度線時(shí)所用的時(shí)間，即為要測(cè)得t1（平行測(cè)量?jī)纱?，誤差0.5秒）。（3）    加入5ml高純水，混勻后預(yù)熱5min后，按（2）中方法測(cè)量溶液流出時(shí)間t2（平行測(cè)量?jī)纱危?。?）    加入10ml二次水，混勻后預(yù)熱5min后，按（2）中方法測(cè)量溶液流出是間t3（平行測(cè)量?jī)纱危?、水黏度流出時(shí)間t0的測(cè)定用高純水洗黏度計(jì)3次，尤其注意，每次每次必須洗滌到c球及毛細(xì)管h，再向黏度計(jì)中注入10ml高純水，同

8、步驟2-（2）測(cè)其流出時(shí)間t0。4、粘度計(jì)最后清洗處理測(cè)完后，傾凈計(jì)內(nèi)水，加入5ml左右丙酮，萃取管內(nèi)殘余水珠，將計(jì)內(nèi)廢液倒入回收瓶中，取開(kāi)黏度計(jì)活塞，側(cè)到放置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。  五、原始數(shù)據(jù)記錄待測(cè)液t(s)rispici(g/100ml)spi/ci(ml/g)ti1(s)ti2(s)ti(s)聚乙烯醇211.72211.69211.701.56620.56620.51.1324加5ml水187.62187.31187.461.38680.38680.331.1721加10ml水168.53168.10168.311.24520.24520.250.9808高純水135.22135.13135.17     六、結(jié)果分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以sp/c對(duì)c作圖，如下所示： t 由圖知=0.9992。又知聚乙烯醇以水做溶劑在25下k=2.0×104，=0.67再由=k可求出M：M=(/K)1/=(0.9992/0.0002) 1/0.67=331279.1說(shuō)明：在作圖時(shí)，三個(gè)點(diǎn)不在同一直線上，而點(diǎn)（0.5，1.3124）在測(cè)量時(shí)的時(shí)間誤差最小