粘度法测定高聚物平均摩尔质量.ppt

粘度法测定
高聚物平均摩尔质
量
实验目的
·用粘度法测定聚乙烯醇的平均摩尔质量
·掌握测量原理
了解乌氏粘度计特点,掌握其使用方法
分子量是表征化合物特性的基本参数之一。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,对线型高聚物,各方
法适用的范围如表1所示
表1测定高聚分子量相应的分析方法
分析测定方法
高聚分子量(M
端基分析
<3×104
沸点升高,凝固点降低,等温<3×10
蒸馏
渗透压
104~106
光散射
104~10
超离心沉降及扩散
104~10
粘度法
104~10
实验原理
高聚物的摩尔质量的对其性能有很大的影响,通过摩
尔质量的测定可了解高聚物的性能,并控制聚合条件以获
得优良产品
在某一温度下,高聚物溶液的粘度η比纯溶剂的粘度no
大,粘度增加的分数为增比粘度n甲
n称为相对粘度,是整个溶液的粘度行为。n意味着扣除
了溶剂分子间的内摩擦效应,仅考虑溶剂与溶质分子之间
以及溶质分子间的相互作用。ηs随高聚物浓度增加而增大。
常用η/,称为比浓粘度
比浓粘度随溶液浓度c变化。当溶液无限稀(c→0)时,溶质分子
间内摩擦效应可以忽略不计,只存在溶剂分子与溶质分子间的
内摩擦作用,η趋于固定极限值[rnl
lim少=[m
为特性粘度,可由n/ec图用外推法求出。实验表明nge
与的关系用经验公式表示为
1=-+k[mc
(2)
故作np/cC图,外推后由ng轴上的截距可求n浓度不太
大时,经验公式可表示为
lnn/e=[n]+β[n]2c(3)
这样n/及m对c作图,得两条直线。这两条直线
在纵轴上相交于一点,可求出[v值。[n的单位是浓
度倒数。[m与高聚物平均摩尔质量的关系为
「n]=KMa
其中,k和a为经验方
程的两个参数。一定
温度,一定的高聚物
体系为常数。M为平
均摩尔质量。
c/(g/100ml)
本实验用毛细管粘度计测定高聚物溶液的粘度。在
稀溶液中(浓度小于10gL1),溶剂与溶液的密度
近似为相等,可得
同一温度下,对纯溶剂和4~5个不同浓度的溶液进
行流出时间的测定后,可计算出相应m和η,再作
图外推求出[n,最后由=KM(4)
及经验常数K、α求算平均摩尔质量M
实验步骤
恒温槽的调节
高聚物溶液粘度的温度系数较大,如果温度控制
波动较大,会使液体流出时间的重现性差,或作
图线性不好。严格调整恒温槽温度在(±)yC
范围内
gg粘度计的选择和洗涤
使用乌氏粘度计能在粘度计内进行逐步
稀释,适合连续测定不同浓度溶液的粘度
由所用溶剂的粘度选择毛细管r与管E体
积的大小,使流出时间不少于100s。对于
溶剂水,,E球体积为
4ml。粘度计应用洗液漫泡后,再依次用
自来水、蒸馏水冲洗,最后用乙醇淌洗后
真空干燥备用。
溶液流出时间的测定
①将清洁干净的粘度计B管、C管口导上乳胶管
后垂直放入恒温槽中。恒温水面应浸没G球。调
节夹粘度计的夹具使粘度计毛细管垂直
②一次吸取5m聚丙烯酰胺水溶液,从A管注入,
夹住C管口的乳胶管,在B管上用洗耳球来回推
拉,使溶液混合均匀,设浓度为c1,恒温10min
③C管不通大气,由B管抽气,溶液从F球经D球
毛细管、E球抽至G球2乃3处。松开C管处夹子,使C
管通大气,D球中液体即回入F球。毛细管以上液
体悬空并开始下落。当液面流经a刻度立即按下表
开始计时,当液面将到b刻度时,再按停表,读取a
b刻度间液体流经毛细管所需时间t1,重复3次,时
。
④依次由A管分别注入5ml、10ml、15ml、20ml
蒸馏水,将高聚物稀释为c2、c3、c4、c5,同法测
定流出时间t2、t3、t、t5。每次加入蒸馏水后,
应混合均匀后抽洗毛细管3次,恒温10min