粘度法测定高聚物摩尔质量.doc

粘度法测定高聚物摩尔质量
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1. 掌握用乌氏(ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液的原理和方法。
2. 测定线型高聚物聚乙二醇的粘均摩尔质量。
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高聚物溶液的特点是粘度大,原因大于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦力。
粘性流体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数(简称粘度η)来表示(kg?m-1?s-1)。高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η0,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。在相同温度下,通常η>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记
作ηsp ηsp=η-η0η0
溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度ηr ηr=ηη0
而ηsp则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高ηr反映的是溶液的粘度行为,
聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。
高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度C的增加而增加。为方便比较。将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp
C称比浓粘度,而lnηr称为比浓对数粘度。当溶液无限稀释时,
高聚物分子彼此相隔很远,其间相互作用可忽略,这时有关系式
?η??lnηr?lim sp?=lim ?=[η] CCC→0C→0????
[η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。其单位:浓度。
在足够稀的高聚物溶液中,有如下经验关系式:-1ηsp
=[η]+κ[η]C 2
高聚物溶液的特性粘度与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用经验方程来表示:
[η]=K?Mηα
本实验采用毛细管法测定粘度,通过测定一定体积的液体流经一定长度和半径的毛细管所需
时间而获得。当液体在重力作用下流经毛细管时,其遵守Poiseuille定律:
η=πprt
8lV4=πhρgrt
8lV4
用同一粘度计在相同条件下测定两个液体粘度时,它们的粘度之比等于密度与流出时间之比η1
η2=p1t1p2t2=ρ1t1ρ2t2
如果溶液的浓度不大,溶液的密度与溶剂的密度可近似看作相同,故
ηr=ηη0=tt0
所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到对比粘度。
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恒温槽一套;乌氏粘度计一支;具塞锥形瓶(50ml)2只;5ml吸液管1只;10ml称液管2支;容量瓶(25ml)1只;停表()1只。
聚乙二醇(分析纯)
粘度法测定高聚物平均摩尔质量的实验装置
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1. 将恒温水槽调到25℃±℃。
2. 溶液配制,,用25ml容量瓶配成水溶液。
3.