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
第一页，共18页
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
第二页，共18页
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(Mr)
端基分析
<3×104
沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏
<3×104
渗透压
104～106
光散射
104～107
超离心沉降及扩散
104～107
粘度法
104～107
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。
第三页，共18页
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比纯溶剂的粘度0大，粘度增加的分数为增比粘度sp
r称为相对粘度，是整个溶液的粘度行为。sp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。sp随高聚物浓度增加而增大。常用sp/c，称为比浓粘度
第四页，共18页
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，sp/c趋于固定极限值[]
[]为特性粘度，可由sp/c-c图用外推法求出。实验表明 sp/c与[]的关系用经验公式表示为
故作sp/c-c图，外推后由sp/c轴上的截距可求[]。浓度不太大时，经验公式可表示为
ln/c = [] + []2c (3)
第五页，共18页
这样sp/c及ln/c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[]值。[]的单位是浓度倒数。[]与高聚物平均摩尔质量的关系为
[] = M
其中，和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。
第六页，共18页
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r和sp，再作图外推求出[]，最后由[] = Mh （4）
及经验常数、求算平均摩尔质量M。
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10g·L-1），溶剂与溶液的密度近似为相等，可得
第七页，共18页
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(±)0C范围内。
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。粘度计应用洗液浸泡后，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。
第八页，共18页
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5ml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。
∙溶液流出时间的测定
第九页，共18页
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2/3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，。
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、t4、 t5 。每次加入蒸馏水后，应混合均匀后抽洗毛细管3次，恒温10 min
第十页，共18页