粘度法測定高聚物的分子量及其相關(guān)知識點

--2-粘度法測定高聚物的分子量[適用對象]藥學、藥物制劑、中藥學、制藥工程、中藥學〔國際溝通方向〕生物工程專業(yè)[試驗學時]4一、試驗目的1、把握粘度法測定高聚物相對分子質(zhì)量的原理。2、用烏氏粘度計測定聚乙烯醇的特性粘度，計算聚乙烯醇的粘均相對分子質(zhì)量。二、試驗原理單體分子經(jīng)加聚或縮聚過程便可合成高聚物。并非高聚物每個分據(jù)之一。高聚物溶液的特點是粘度特別大，緣由在于其分子鏈長度遠大于溶劑分子，加上溶劑化作用，使其在流淌時受到較大的內(nèi)摩擦阻力。粘性液體在流淌過程中，必需抑制內(nèi)摩擦阻力而做功。其所受阻力的大小可用粘度系數(shù)η〔簡稱粘度〕來表示kgm-·s-1。高聚物稀溶液的粘度是液體流淌時內(nèi)摩擦力大小的反映。純?nèi)軇┱扯确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力，記作η

，高聚物溶液的粘度則0ηη>η0

,相對于溶劑，溶液粘度增加0的分數(shù)稱為增比粘度，記作η，即spη=〔η-η〕/ηsp 0 0而溶液粘度與純?nèi)軇┱扯鹊谋戎捣Q作相對粘度，記作ηrη=η/ηr 0ηηr

則意味著已扣除了溶劑分間的內(nèi)摩擦效應。高聚物溶液的增比粘度ηsp

往往隨質(zhì)量濃度C便于比較，將單位濃度下所顯示的增比粘度ηsp

/C稱為比濃粘度，1nη/Crl系式lim splim rc0 c c0 c[ηηr

和ηηCsp的倒數(shù)。/CClnη

/C與Csp r合下述閱歷關(guān)系式：η/C=[η]+κ[η]2Csp

ηη/Csplnηη/Csplnη/Cr或r上兩式中κ和β分別稱為 Huggins和

lnηrCKramerη/CspClnη/CC作圖，外推至C=0r得截距即為[η]。明顯，對于同一高聚物，由兩線性方程作圖外推所得截距交于同一點，如右圖所示。高聚物溶液的特性粘度[η]與高聚物摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系，通常用帶有兩個參數(shù)的Mark-Houwink

KM——式中M 是粘均摩爾質(zhì)量，K、α是與溫度、高聚物及溶劑的性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，只能通過一些確定試驗方法〔如膜滲透壓法、光散射法等25℃時K=2×10-2，α=0.7630℃時K=6.66×10-2，α=0.64。三、儀器設(shè)備恒溫槽烏貝路德粘度計(如圖)11移液管(10mL、20mL、5mL)1秒表1容量瓶〔100mL〕2洗耳球聚乙烯醇1四、相關(guān)學問點本課程學問點綜合：〔一〕烏氏粘度計的使用原理本試驗承受毛細管法測定粘度，通過測定肯定體積的液體流經(jīng)肯定以下圖所示。當液體在重力作用下流經(jīng)毛細管時，其遵守Poiseuille定律：-3---10-pr4t8lV

hgr4t8lV式中η〔kg·m-1·s-1〕為液體的粘度；液體密度gh者的乘積；r〔m〕為毛細管的半徑；V〔m3〕為流經(jīng)毛細管的液體體積；t〔s〕為Vl〔m〕為毛細管的長度。用同一粘度計在一樣條件下測定兩個液體的粘度時，它們的粘度之比就等于密度與流出時間之比 pt t1 1111pt t2 22 22假設(shè)用粘度η1可通過上式求得。

的液體作為參考液體，則待測液體的粘度η2在測定溶劑和溶液的相對粘度時，如溶液的濃度不大〔C<10kg·m-3，溶液的密度與溶劑的密度可近似地看作一樣，故， tr t0 0所以只需測定溶液和溶劑在毛細管中的流出時間就可得到ηr多課程學問點綜合：〔二〕高分子分子量的其它測定方法的根本數(shù)據(jù)之一。〔M〕w當入射光電磁波通過介質(zhì)時，使介質(zhì)中的小粒子〔如高分子〕中的電子產(chǎn)生強迫振動，從而產(chǎn)生二次波源向各方向放射與振蕩電場〔入射光電磁波〔高分子

〔高W分子線。體積排解色譜法SE〔也稱凝膠滲透色譜法GP〕小，則在填料內(nèi)可滯留的孔洞越多，因此被淋洗出來的時間越長。按量。用分子量的高分子對上述分子量分布曲線進展分子量標定，GPC高溫度下工作。質(zhì)譜法mZ〔m/Z〕過去的質(zhì)譜難20FDFIB或FA,基質(zhì)關(guān)心激光解吸技術(shù)〔MALDI-TOFMS〕和電噴霧離子化技術(shù)〔ESI-MS。由激光解吸電離技術(shù)和離子化飛行時間質(zhì)譜相結(jié)合而構(gòu)成的儀器稱為“基質(zhì)關(guān)心激光解吸－離子化飛行時間質(zhì)譜”〔MALDI-TOFMS激光質(zhì)譜〕可測量分子量分布比較窄的高分子的重均分子量〔Mw

。由電噴霧電離技術(shù)和離子阱質(zhì)譜相結(jié)合而構(gòu)成的儀〔ESI-ITMS子的重均分子量〔M。w其他方法測定高分子分子量的其他方法還有：端基測定法，沸點上升法，冰點降低法，膜滲透壓法，蒸汽壓滲透法，小角X－光散射法，小角中子散射法，超速離心沉降法等。五、試驗步驟25℃±0.3℃。溶液配制準確稱取聚乙烯醇于100ml60ml60℃水浴中加熱數(shù)小時，待其顆粒膨脹后，放在電磁攪拌器上加熱攪拌，加速其溶解，溶解后，留神轉(zhuǎn)移至100ml水槽內(nèi)，加蒸餾水稀釋至刻度〔或由教師預備。t將粘度計垂直夾在恒溫槽內(nèi)，用吊錘020mlA夾緊CBG1/2CDa、b30.3s，取平均值。測定溶液流出時間t取出粘度計，倒出溶劑，吹干。用移液15ml5mlC抽上流下數(shù)次使之混合均勻，再如上法測定流經(jīng)時間。同樣，依次再5ml、10ml、20ml3最終用溶劑浸泡，備下次用。六、試驗報告要求試驗完畢，應盡快寫出試驗報告，準時交上。試驗報告一般包括以下內(nèi)容：試驗〔編號〕 試驗名稱專業(yè) 班級 姓名 合作者試驗日期試驗報告應寫出如下內(nèi)容：〔一〕試驗目的〔二〕試驗原理用文字、化學反響式及計算公式等說明，既要表述正確、條理清楚〔對于本試驗，應畫出試驗裝置圖〕〔三〕主要試劑和儀器列出本試驗中所要使用的主要試劑儀器?！菜摹吃囼灢襟E應簡明扼要地寫出本試驗步驟流程和操作要點?！参濉吃囼灁?shù)據(jù)及其處理將數(shù)據(jù)與處理結(jié)果列表

〕/CCCr spη]。取常數(shù)κ、aM。〔六〕問題爭論差等進展爭論和分析，以提高自己分析問題、解決問題的力量，也為以后的科學爭論打下肯定的根底。七、思考題烏氏粘度計中的支管CCC管的夾子遺忘翻開了，所測的流出時間正確嗎？為什么？粘度計為何必需垂直，為什么總體積對粘度測定沒有影響？八、試驗成績評定方法本試驗成績按如下五級標準進展考核評定。參考標準如下：〔一〕優(yōu)秀〔很好〕力量；有良好的試驗室工作作風和習慣?！捕沉己谩草^好〕能理解試驗的目的和要求，能認真而正確地完成各項試驗操作；作業(yè)；有較好的試驗習慣和工作作風?！踩持械取惨话恪?0%把握得不好；能一般完成各項試驗作業(yè)和報告；處理〔四〕及格〔較差〕60%所學的試驗技能，有些雖可做但不準確；果不抱負；能一般完成試驗報