實(shí)驗(yàn)二粘度法測(cè)定高聚物的分子量

1、 物理化學(xué)試驗(yàn)教案〔鐘愛(ài)國(guó)〕- -試驗(yàn)二 粘度法測(cè)定高聚物的分子量[適用對(duì)象] 化學(xué)教育[試驗(yàn)學(xué)時(shí)] 5 學(xué)時(shí)一、試驗(yàn)?zāi)康?一、試驗(yàn)?zāi)康?、把握粘度法測(cè)定高聚物相對(duì)分子質(zhì)量的原理。2、用烏氏粘度計(jì)測(cè)定聚乙烯醇的特性粘度，計(jì)算聚乙烯醇的粘均相對(duì)分子質(zhì)量。二、試驗(yàn)原理 二、試驗(yàn)原理單體分子經(jīng)加聚或縮聚過(guò)程便可合成高聚物。并非高聚物每個(gè)分子的大小都一樣，即聚合度不肯定一樣，所以高聚物摩爾質(zhì)量是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值。對(duì)于聚合和解聚過(guò)程的機(jī)理和動(dòng)力

2、學(xué)的爭(zhēng)辯，以及為了改進(jìn)和把握高聚物產(chǎn)品的性能，高聚物摩爾質(zhì)量是必需把握的重要數(shù)據(jù)之一。高聚物溶液的特點(diǎn)是粘度特別大，緣由在于其分子鏈長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于溶劑分子，加上溶劑化作用，使其在流淌時(shí)受到較大的內(nèi)摩擦阻力。粘性液體在流淌過(guò)程中，必需抑制內(nèi)摩擦阻力而做功。其所受阻力的大小可用粘度系數(shù)η 〔簡(jiǎn)稱粘度〕來(lái)表示〔kg·m-1·s-1〕 。高聚物稀溶液的粘度是液體流淌時(shí)內(nèi)摩擦力大小的反映。 純?nèi)軇┱扯确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力，

3、記作η ，高聚物溶液的粘度則是高聚物分子間的內(nèi)摩擦、高聚物分子與溶劑0分子間的內(nèi)摩擦以及η 三者之和。在一樣溫度下，通常η >η ,相對(duì)于溶劑，溶液粘度增加0 0的分?jǐn)?shù)稱為增比粘度，記作η ，即spη =〔η -η 〕/ηsp 0 0而溶液粘度與純?nèi)軇┱扯鹊谋戎捣Q作相對(duì)粘度，記作η ，即 rη =η /ηr 0η 反映的也是溶液的粘度行為， 而η 則意味著已扣除了溶劑分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng)， 僅r sp反映了高聚物分子與溶劑分子間和高

4、聚物分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng)。高聚物溶液的增比粘度η 往往隨質(zhì)量濃度 C 的增加而增加。為了便于比較，將單位濃sp度下所顯示的增比粘度η /C 稱為比濃粘度，而 1nη /C 則稱為比濃粘度。當(dāng)溶液無(wú)限稀釋sp r時(shí)，高聚物分子彼此相隔甚遠(yuǎn)，它們的相互作用可無(wú)視，此時(shí)有關(guān)系式[η ]稱為特性粘度，它反映的是無(wú)限稀釋溶液中高聚物分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦，其值取決于溶劑的性質(zhì)及高聚物分子的大小和形態(tài)。 由于η 和η 均是 ? 無(wú)因次量， 所

5、ln以 ?[η ]? ?r sp lim sp ? lim r ? ?的單位是質(zhì)量濃度C 單位的倒數(shù)。 c?0 c c?0 c物理化學(xué)試驗(yàn)教案〔鐘愛(ài)國(guó)〕- -式中η 〔kg·m-1·s-1〕為液體的粘度；p〔kg·m-1·s-2〕為當(dāng)液體流淌時(shí)在毛細(xì)管兩端間的壓力差〔即是液體密度ρ ，重力加速度 g 和流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度h 這三者的乘積〕 ；r〔m〕為毛細(xì)管的半徑；

6、 V〔m3〕為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積； t〔s〕為 V 體積液體的流出時(shí)間； l〔m〕為毛細(xì)管的長(zhǎng)度。用同一粘度計(jì)在一樣條件下測(cè)定兩個(gè)液體的粘度時(shí)，它們的粘度之比就等于密度與流出時(shí)間之比? p t ? t?1 ? 1 1 ? ? 1 1p t t2 2 2 2 2假設(shè)用粘度η 的液體作為參考液體，則待測(cè)液體的粘度η 可通過(guò)上式求得。1 2在測(cè)定溶劑和溶液的相對(duì)粘度時(shí)，如溶液的濃度不大〔C<10kg·m-3〕 ，溶

7、液的密度與溶劑的密度可近似地看作一樣，故，? ? ? ? tr ? t0 0所以只需測(cè)定溶液和溶劑在毛細(xì)管中的流出時(shí)間就可得到η r。多課程學(xué)問(wèn)點(diǎn)綜合：〔二 〕高分子分子量的其它測(cè)定方法高聚物的分子量及分子量分布，是爭(zhēng)辯聚合物及高分子材料性能的最根本數(shù)據(jù)之一。它涉及到高分子材料及其制品的力學(xué)性能，高聚物的流變性質(zhì)，聚合物加工性能和加工條件 的選擇。也是在高分子化學(xué)、高分子物理領(lǐng)域?qū)唧w聚合反響，具體聚合物的構(gòu)造爭(zhēng)辯所需 的根本數(shù)據(jù)

8、之一。（1） 小角激光光散射法測(cè)重均分子量〔M w〕當(dāng)入射光電磁波通過(guò)介質(zhì)時(shí)，使介質(zhì)中的小粒子〔如高分子〕中的電子產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)， 從而產(chǎn)生二次波源向各方向放射與振蕩電場(chǎng)〔入射光電磁波〕 同樣頻率的散射光波。這種散 射波的強(qiáng)弱和小粒子〔高分子〕 中的偶極子數(shù)量相關(guān)，即和該高分子的質(zhì)量或摩爾質(zhì)量有關(guān)。依據(jù)上述原理，使用激光光散射儀對(duì)高分子稀溶液測(cè)定和入射光呈小角度〔2℃－7℃〕時(shí)的 散射光強(qiáng)度，從而計(jì)算出稀溶液中高分子確實(shí)定重均分子量〔M