山大物化实验粘度.doc

实验三十黏度的测定和应用黏度法测定高聚物的摩尔质量【实验目的】 。 (Ubbelohde) 黏度计测定高聚物溶液黏度的原理与方法。 。【实验原理】高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是个重要的基本参数。与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。比较起来,黏度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。黏度法测高聚物溶液摩尔质量时,常用名词的物理意义,如表 2-30-1 所示: 表2-30-1 常用名词的物理意义符号名称与物理意义η 0纯溶剂的黏度,溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的黏度。η溶液的黏度,溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现。η r相对黏度, η r=η/η 0,溶液黏度对溶剂黏度的相对值。η sp增比黏度, η sp=(η-η 0)/η 0=η/η 0–1=η r–1,反映了高分子与高分子之间,纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应。η sp/C比浓黏度,单位浓度下所显示出的黏度。[η]特性黏度, ,反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。高聚物稀溶液的黏度是它在流动时内摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦主要有:纯溶剂分子间的内摩擦,记作η 0;高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦;以及高聚物分子间的内摩擦。这三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的黏度, 记作η。实践证明,在相同温度下η<style='font-size:;font-family: 宋体'>>η 0,为了比较这两种黏度,引入增比黏度的概念,以η sp表示: η sp=(η-η 0)/η 0=η/η 0-1=η r- 1(5) 式中,η r称为相对黏度,反映的仍是整个溶液的黏度行为,而η sp则是扣除了溶剂分子间的内摩擦以后仅仅是纯溶剂与高聚物分子间以及高聚物分子间的内摩擦之和。高聚物溶液的η sp往往随质量浓度 C的增加而增加。为了便于比较,定义单位浓度的增比黏度η sp/C为比浓黏度,定义 lnη r/C为比浓对数黏度。当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时比浓黏度趋近于一个极限值,即: (6) 式中[η]主要反映了无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦作用, 称为特性黏度,可以作为高聚物摩尔质量的度量。由于η sp与η r均是无因次量, 所以[η]的单位是浓度 C单位的倒数。[η]的值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态,可通过实验求得。因为根据实验,在足够稀的高聚物溶液中有如下经验公式: 图 2<-30<-2 外推法求[η] (7) (8) 式中, κ和β分别称为 Huggins 和Kramer 常数,这是两个直线方程,因此我们获得[η]的方法如图 2-30-2 所示:一种方法是以η SP/C对C作图,外推到C→0的截距值;另一种是以 lnη r/C对C作图, 也外推到 C→0的截距值,两条线应会合于一点,这也可校核实验的可靠性。在一定温度和溶剂条件