粘度法测定高聚物平均摩尔质量.ppt

粘度法测定粘度法测定高聚物平均摩尔质量高聚物平均摩尔质量实验目的实验目的?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 r) 端基分析<3 ×10 4 沸点升高,凝固点降低,等温蒸馏<3 ×10 4渗透压 10 4~10 6 光散射 10 4~10 7 超离心沉降及扩散 10 4~10 7 粘度法 10 4~10 7 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 10 3~10 7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。实验原理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 00- -1 sp r ? ?? ??? ?? 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) ' 2 [ ] [ ] (2) sp k c c ?? ?? ? 0 lim [ ] (1) ????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。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[?] = ??M ??(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 0 0 rtt ???? ?实验步骤实验步骤?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,毛细管径为 ,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。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 t 1,重复 3次,时间相差不得超过 。④依次由 A管分别注入 5ml 、 10ml 、 15ml 、 20ml 蒸馏水,将高聚物稀释为 c 2、c 3、c 4、c 5 ,同法测定流出时间 t 2、t 3、t 4、t 5 。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