毛細(xì)管粘度計(jì)的原理優(yōu)選ppt資料

毛細(xì)管粘度計(jì)的原理(yuánlǐ)第一頁，共24頁。一實(shí)驗(yàn)(shíyàn)目的1.掌握黏度法測定聚合物分子量的根本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。2.掌握測量(cèliáng)原理和使用烏氏粘度計(jì)測定聚苯乙烯-甲苯體系的特性粘數(shù)的方法并計(jì)算粘均分子量。3.了解聚合物分子量的控制方法。第二頁，共24頁。二實(shí)驗(yàn)(shíyàn)原理分子量是表征聚合物特征的重要參數(shù)之一，高聚物的相對分子質(zhì)量大小不一，其摩爾質(zhì)量常在103~107之間，黏度法測定分子量是最常用的測定聚合物分子量的技術(shù)。也是高分子物理實(shí)驗(yàn)中較為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)之一，以其設(shè)備簡單(jiǎndān)，操作方便，實(shí)驗(yàn)精度高受到了人們的歡送。第三頁，共24頁。當(dāng)高聚物、溶劑(róngjì)、溫度等確定以后，特性粘度值只與高聚物的相對分子質(zhì)量M有關(guān)。目前常用半經(jīng)驗(yàn)的麥克非線性方程來求得：式中：M----高聚物相對分子質(zhì)量的平均值；K----比例(bǐlì)常數(shù)；α----與高聚物在溶液中的形態(tài)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。2.1分子量測定(cèdìng)原理

K，α通過查閱高分子物理書冊可以查處文獻(xiàn)值第四頁，共24頁。高聚物在稀溶液中的粘度是它在流動(dòng)過程所存在的內(nèi)摩擦的反映，這種流動(dòng)過程中的內(nèi)摩擦主要有：溶劑分子之間的內(nèi)摩擦；高聚物分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦；以及高聚物分子間的內(nèi)摩擦。其中(qízhōng)溶劑分子之間的內(nèi)摩擦又稱為純?nèi)軇┑恼扯?，以表示；三種內(nèi)摩擦的總和稱為高聚物分子間的內(nèi)摩擦，以表示。第五頁，共24頁。2特性粘數(shù)的測定(cèdìng)原理測定(cèdìng)不同濃度下的ηsp和ηr，分別用ηsp/c和㏑ηr/c對濃度c作圖得到兩條直線，這兩條直線相交的一點(diǎn)，就是特性粘數(shù)。3黏度的測試(cèshì)原理因此測定時(shí)要求(yāoqiú)最濃溶液和最稀溶液與溶劑的相對粘度ηr在2.K，α通過查閱高分子物理書冊可以查處文獻(xiàn)值實(shí)驗(yàn)日期(rìqī)：；記錄溶劑液面通過a標(biāo)線到b標(biāo)線所用時(shí)間，重復(fù)三次，任意兩次時(shí)間相關(guān)小于0.t為流出時(shí)間；黏度計(jì)型號______k=____α=_____式中β<1，當(dāng)t>100s時(shí)，等式右邊第二項(xiàng)可以忽略。因此(yīncǐ)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，以ηsp/C~C曲線且由截距求[η]值；溫度計(jì)和秒表的讀數(shù)要注意(zhùyì)其有效數(shù)字

6.當(dāng)液體(yètǐ)在毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)因重力作用而流出時(shí)遵守泊塞勒〔Poiseuille)定律：恒溫溫度℃；m為與儀器(yíqì)的幾何形狀有關(guān)的常數(shù)，r/l<<1時(shí)，可取m=1。黏度計(jì)型號______k=____α=_____2.2特性粘數(shù)的測定(cèdìng)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在足夠(zúgòu)稀的溶液中有：第六頁，共24頁。0C

測定(cèdìng)不同濃度下的ηsp和ηr，分別用ηsp/c和㏑ηr/c對濃度c作圖得到兩條直線，這兩條直線相交的一點(diǎn)，就是特性粘數(shù)。第七頁，共24頁。2.3黏度的測試(cèshì)原理當(dāng)液體(yètǐ)在毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)因重力作用而流出時(shí)遵守泊塞勒〔Poiseuille)定律：式中：ρ為液體的密度；l為毛細(xì)管長度；r為毛細(xì)管半徑；t為流出時(shí)間；h為流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；g為重力加速度；v為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積；m為與儀器(yíqì)的幾何形狀有關(guān)的常數(shù)，r/l<<1時(shí)，可取m=1。第八頁，共24頁。對某一指定(zhǐdìng)的粘度計(jì)而言，令，，那么上式可寫為：式中β<1，當(dāng)t>100s時(shí)，等式右邊第二項(xiàng)可以忽略。溶液很稀時(shí)ρ≈ρ0。這樣，通過測定溶液和溶劑(róngjì)的流出時(shí)間t和t0，就可求第九頁，共24頁。三儀器(yíqì)藥品1.烏氏黏度計(jì)；2.玻璃恒溫(héngwēn)水浴一套；3.秒表；4.移液管、吸耳球、容量瓶等；5.不同分子量的聚苯乙烯-甲苯體系溶液；第十頁，共24頁。烏氏粘度計(jì)

C

B

AabGEDF〔實(shí)物圖片〕第十一頁，共24頁。第十二頁，共24頁。第十三頁，共24頁。四實(shí)驗(yàn)(shíyàn)步驟1.恒溫水浴的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)恒溫槽溫度(wēndù)至(30.0±0.1)℃，在粘度計(jì)的B管和C管上都套上橡皮管，然后將其垂直放入恒溫槽，使水面完全浸沒１球。2.溶液流出時(shí)間t的測定用移液管從Ａ管參加濃度的聚苯乙烯-甲苯溶液10ml。恒溫15分鐘，用彈簧夾夾住C管上的橡皮管，用洗耳球從B管將溶液緩慢吸至1球，放開C管，讓溶液自由下落，當(dāng)液面通過刻度線a時(shí)，翻開秒表開始計(jì)時(shí)；當(dāng)液面通過刻度線b時(shí)，按停秒表。這就是溶液1的流出時(shí)間t1。重復(fù)三次，三次的最大偏差應(yīng)小于0.3s。

第十四頁，共24頁。用移液管分別(fēnbié)由A管參加5ml、5ml、10ml、10ml的30℃的甲苯，使溶液的濃度分別(fēnbié)為C2、C3、C4、C5，每次稀釋，均要封閉Ｃ管，并用洗耳球從Ｂ管口屢次吸溶液至１球，以洗滌Ｂ管并使溶液均勻混合。恒溫10分鐘后，分別(fēnbié)測量溶液的流出時(shí)間t2、t3、t4、t5。3.溶劑流出時(shí)間t0的測定

移取10ml同溫度下的甲苯，由Ａ管注入粘度計(jì)中內(nèi)，恒溫15min。用橡膠管封閉Ｃ管口，用洗耳球從Ｂ管吸溶劑使溶劑上升至球１。然后同時(shí)松開Ｃ管和Ｂ管，使Ｂ管溶劑在重力作用下流經(jīng)毛細(xì)管。記錄溶劑液面通過a標(biāo)線到b標(biāo)線所用時(shí)間，重復(fù)三次，任意兩次時(shí)間相關(guān)小于0.3s。第十五頁，共24頁。五、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)記錄實(shí)驗(yàn)(shíyàn)數(shù)據(jù)記錄室溫：℃1.將所測的實(shí)驗(yàn)(shíyàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入下表中。原始溶液濃度C0(g/ml)；恒溫溫度℃；t0=s黏度計(jì)型號______k=____α=_____聚苯乙烯的合成配方________第十六頁，共24頁。實(shí)驗(yàn)日期(rìqī)：；恒溫槽恒溫溫度：℃。甲苯聚苯乙烯-甲苯溶液（C0）+5ml甲苯+5ml甲苯+10ml甲苯+10ml甲苯t0(s)t1(s)t2(s)t3(s)t4(s)t5(s)123平均值第十七頁，共24頁。六、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算；2.作圖；3.確定值；4.計(jì)算聚苯乙烯-甲苯體系相對(xiāngduì)分子質(zhì)量；第十八頁，共24頁。0C

g/100ml、關(guān)系(guānxì)圖正常(zhèngcháng)狀態(tài)第十九頁，共24頁。其中(qízhōng)：30℃時(shí)，K=7.2×10-3，α=0.72第二十頁，共24頁。七本卷須知(xūzhī)：1.隨著溶液濃度增加，高聚物分子之間的距離逐漸縮短，因而分子間作用力增大。當(dāng)溶液濃度超過一定限度時(shí)，高聚物溶液的ηsp/C~C、lnηr/C~C的關(guān)系不成線性。因此測定時(shí)要求(yāoqiú)最濃溶液和最稀溶液與溶劑的相對粘度ηr在2.0~1.2之間；2.溫度波動(dòng)直接影響溶液粘度的測定，國家規(guī)定用粘度計(jì)測定相對分子質(zhì)量的恒溫槽的溫度波動(dòng)為±0.05℃；

第二十一頁，共24頁。3.毛細(xì)管粘度計(jì)的選擇，即毛細(xì)管的直徑、長度以及Ｅ球體積的選擇，應(yīng)根據(jù)所用溶劑的粘度而定，使溶劑流出時(shí)間在100s以上；4.在特性粘度測定過程中，有時(shí)并非操作不慎才出現(xiàn)各種異?，F(xiàn)象，而是高聚物本身的結(jié)構(gòu)及其在溶液中的形態(tài)所致，目前尚不能清楚地解釋產(chǎn)生這些反常現(xiàn)象的原因。因此(yīncǐ)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，以ηsp/C~C曲線且由截距求[η]值；第二十二頁，共24頁。