粘度法测聚乙烯醇分子量及分子构型实验报告.docx

广州大学化学化工学院
本科学生综合性、设计性试验汇报
试验课程 基础化学试验（Ⅲ）---物理化学试验
试验项目 粘度法测聚乙烯醇分子量及分子构型&粘度法测聚乙烯醇分子量及分子构型
专业 功效和材料化学 班级 化学133
学号 , 姓名
指导老师 苏育志, 陈旖勃
开课学期 至 年 第一 学期
时 间 年 12 月 15 日
试验序号
试验项目
试验时间
试验室
411
小组组员
李智泽,陈远鸿
试验目标
以聚乙酸乙烯酯（PVAc）为原料制备聚乙烯酯（PVA）
用乌氏粘度计测定自制PVA被高碘酸盐降解前后黏均相对分子质量
计算PVA分子链中“头碰头”键合方法比率
定聚乙烯醇相对平均分子质量；
掌握用乌氏粘度计测定溶液粘度原理和方法。
2．试验原理、试验步骤或装置示意图
(1)聚乙烯醇制备原理
聚乙烯醇（PVA）不能直接经过烯类单体聚合得到，而是经过聚乙酸乙烯酯（PVAc）高分子反应取得。和水解法相比，经醇解法生成聚乙烯醇精制轻易，纯度较高，产品性能很好，并在较为缓解醇解条件下进行。PVAc在NaOH/CH3OH溶液中醇解关键反应为：
在主反应中NaOH仅起催化作用，不过NaOH还可能参与反应（副反应）：
当反应体系中含水量较大时，这两个副反应显著增加，消耗大量氢氧化钠，从而降低对主反应催化效能，是醇解反应进行不完全。所以为了避免这些副反应，对物料含水量应严格控制，通常在5%以下。
乌氏粘度计测定溶液粘度原理和方法
测定液体结度方法关键有三类:
毛细管黏度计测定液体在毛细管里流出时间;
用落球式黏度计测定圆球在液体里下落速率;
用旋转式黏度计测定液体和同心轴圆柱体相对转动情况。
测定高分子[η]时，用毛细管黏度计最为方便。液体在毛细管黏度计内因重力作用而流出时遵守泊肃叶( Poiseuille) 定律
式中,ρ为液体密度l是毛细管长度；r 是毛细管半径t 是流出时间h 是流经毛细管液体平均液柱高度；g 为重力加速度;V是流经毛细管液体体积；m 是和机器几何形状相关常数，在r/l<< l 时，可取m=l。
对某一指定黏度计而言:令
式中，β<1，当t> 100s 时，等式右边第二项能够忽略。设溶液密度ρ和溶剂密度ρ0。近似相等，这么，经过测定溶液和溶剂流出时间t和t0 ，就可求算ηr。
ηr=η/η0=t/t0
进而可计算得到ηsp ，ηsp /c 和lnηsp /c值。
配制一系列不一样浓度溶液分别进行测定，以ηsp / c 和lnηr /c 为纵坐标，c为横坐标作图，得两条直-线(两直线方程图II -19 - 2 所表示) ，分别外推到c=0处，为了方便，引进相对浓度c' ，即c'=c/c0 。其中c 表示溶液真实浓度；c0 表示溶液起始浓度，由图II-19-2 可知，因为
，所以[η]= A/c0，其中A 为截距。
度和分子量关系
试验证实，当聚合物、溶剂和温度确定以后，[η]数值只和高聚物黏均相对分子质量M相关，它们之间半经验关系用方程式表示为[η]=KMα,式中，K为百分比常数，α是和分子形状相关经验常数。它们全部和温度、聚合物、溶剂性质相关，在一定相对分子质量范围内和相对分子质量无关。对于大多数聚合物来说，~，在良溶剂中α值较大，，α值降低。
(4)PVA分子链中键合形式测定原理
在聚乙烯醇中，一个 “头碰头”键合是一个１，２－乙二醇结构，而乙二醇能被高碘酸盐分解。本文经过黏度法来测定被高碘酸钾处理前后聚乙烯醇相对分子质量，从而求出 “头碰头”键合方法几率。因为 “头碰头”键合几率Δ＝分子数增加数目／体系中总单体数目。又因为分子数增加数目和体系中总单体数目和分子量成反比，所以依据：Δ＝（１／Ｍｖ′－１／Ｍｖ），式中 Ｍｖ和Ｍｖ′分别为降解前后平均黏均分子量，就能够计算出聚乙烯醇 “头碰头”键合几率
。
3. 试验设备及材料
仪器：铁架台、恒温水浴、乌氏黏度计、移液管（2mL，5 mL，10mL）、机械搅拌器、 250 mL三口烧瓶、锥形瓶.
试剂：乙酸乙烯酯、引发剂、甲醇、乙醇、石油醚、高碘酸钾、蒸馏水等.
4．试验方法步骤及注意事项
试验步骤
现象