高分子物理实验讲义1

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1、高分子物理实验24目录实验一浊点滴定法测定聚合物的溶解度参数………………………………………………….1实验二用旋转黏度计测定聚合物浓溶液的流动曲线………………………………………….3实验三体积排除色谱法测定聚合物的分子量分布…………………………………………….6实验四用紫外分光光度法测高聚物的组成……………………………………………………11实验五、粘度计的动能校正……………………………………………………………………..14实验六、聚合物的热重分析……………………………………………………………………..18实验七聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定………………………………

2、…………………2024实验一浊点滴定法测定聚合物的溶解度参数聚合物的溶解度参数是表示物质混合能与相互的关系的参数，与物质的内聚能有关。对于小分子来说，内聚能就是汽化能，可用实验测出摩尔汽化热来表示其摩尔内聚能，从而得出其溶解度参数。因聚合物不能挥发，也不存在气态，因此其溶解度参数不能由汽化热直接测得。用于测定聚合物溶解度参数的实验方法有黏度法、交联后的溶胀平衡法、反相色谱法和浊点滴定法等。也可通过组成聚合物基本单元的化学基团的摩尔吸引常数来估算。确定某一聚合物的溶解度参数对聚合物的选择的重要意义。一、目的要求1.学习用浊点滴定法测定聚合物的溶解度参数。2.了解溶解度

3、参数的基本概念和实用意义。3.了解聚合物在溶剂中的溶解情况。二、基本原理溶解度参数是表示物体混合能与相互溶解的关系。根据溶解度参数的定义，溶解度参数应为“内聚能密度”的平方根，即：（1）浊点滴定法是在两元互溶体系中，如果聚合物的溶解度参数在两个互溶的溶剂值的范围内，就可调节这两个互溶混合溶剂的溶解度参数，使与很接近。只要把两个互溶的溶剂按照一定的百分比配成混合溶剂，该混合溶剂的溶解度参数可以近似地表示成：（2）式中，，分别是混合溶剂中组分1和组分2的体积分数。将待测聚合物于某一溶剂中，然后用沉淀剂来滴定（该沉淀与溶剂互溶）。滴至溶液开始出现混浊即可得到混浊点时混合溶

4、剂的溶解度参数值。24聚合物溶于两元互溶溶剂的体系中，体系的溶解度参数应有一个范围，本实验选用两种不同溶解度参数的沉淀剂滴定聚合物溶液，这样可得到溶解该聚合物混合溶剂的溶解度参数的上限和下限，取其平均值就是聚合物的溶解度参数值。（3）式中，为高溶解度参数的沉淀剂滴定聚合物溶液在混浊点时混合溶剂的溶解度参数；为低溶解度参数的沉淀剂滴定聚合物的混浊点时混合溶剂的溶解度参数。一、主要试剂和仪器1．主要试剂三氯甲烷，正戊烷，甲醇，聚苯乙烯2.主要仪器10ml滴定管，大试管，移液管10ml、5ml各一支，25ml容量瓶，50ml烧杯二、实验步骤1.称取0.2g聚合苯乙烯，溶于

5、25ml选定的溶剂中（先用三氯甲烷作溶剂）。用移液管取5ml溶液，放入一试管中，用正戊烷滴定，滴定时要轻轻晃动试管，至沉淀不消失为滴定终点。记下滴定用去的正戊烷体积，然后再用甲醇沉淀剂滴定聚合物溶液，直至沉淀不再消失为止，记下消耗甲醇的体积。2.将0.1g、0.05g聚苯乙烯溶于25ml溶剂中，按1，2操作顺序进行滴定。三、数据处理1.由式（2）计算混合溶剂的溶解度参数和2.由式（3）计算聚合物的溶解度参数3.将结果列于下表：溶液浓度/g.ml-1正戊烷/ml甲醇/ml四、结果与讨论1.将求得的苯乙烯的溶解度参数值同文献值对照，比较有无偏差，查找原因。2.浊点滴定法

6、测定聚合物溶解度参数时候，根据什么原则选择溶剂和沉淀剂？溶剂与聚合物的溶解度参数相近，能否保证二者相溶？为什么？24实验二用旋转黏度计测定聚合物浓溶液的流动曲线按照流体力学的观点，流体可分为理想流体和实际流体两大类。理想流体在流动时无阻力，故称为非黏性流体。实际流体流动时有阻力和摩擦力（或称剪切应力），故又称为黏性流体。根据作用于流体上的剪切应力与产生的剪切速率之间的关系，黏性流体又可分为牛顿流体和非牛顿流体。研究流体的流动特性，对聚合物的加工工艺方面有很强的指导意义。一、目的意义1.学会使用NDJ-4型旋转黏度计。2.计算恒温条件下，当剪切速率变化时被测流体的黏度

7、值，并绘制流体的流动曲线。3.求出流动幂律指数n和稠度系数K，并根据流动幂律指数n判定所测流体性质。二、基本原理取相间距dy的两薄层流体，下层静止，上层有一剪切力F，使其产生一速度du。由于流体间有内摩擦力影响，使下层流体的流速比紧贴上层流体的流速稍慢一些，至静止面处流体的速度为零，其流速变化呈线性。这样，在运动和静止面之间形成一速度梯度du/dy，也称之为剪切速率。在稳态下，施于运动面上的力F，必然与流体内因黏性而产生的内摩擦力相平衡，根据牛顿黏性定律，施于运动面上的剪切应力与速度梯度du/dy成正比，即（1）式中，du/dy为剪切速率，用表示；为比例常数，称