粘度法测分子量.doc

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1、一、实验目的    1、掌握用粘度法测定高分子化合物相对分子量的原理。 2、用乌氏粘度计测定聚乙烯醇溶液的特性粘度，计算其粘均相对分子量。  二、实验原理  高分子化合物相对分子量对于高分子化合物溶液的性能影响很大，是个重要的基本参数。一般高分    子化合物是相对分子量大小不同的大分子的混合物，相对分子量常在103～107之间，所以通常所测高分    子化合物相对分子量是平均相对分子量。  测定高分子化合物相对分子量的方法很多，不同方法所测得的平均相对分子量有所不同。粘度法是    常用的测定相对分子量的方法之一，粘度法测得的平均相对分子量称为粘均相

2、对分子量。  高分子化合物溶液的粘度比一般较纯溶剂的粘度大得多，其粘度增加的分数称为增比粘度，    其定义为： 式中，称为相对粘度。增比粘度随粘液中高分子化合物的浓度c增加而增加。为了便于比较，定    义单位浓度的增比粘度/c为比浓粘度，它随溶液浓度c改变而改变。当浓度c趋于零时，比浓粘度的    极限值为[]，[]称为特性粘度，即：  式中溶液浓度c习惯上取质量浓度（单位为或）。特性粘度[η]可以作为高分子化合    物的平均相对分子量的度量。根据实验结果证明，任意浓度下比浓粘度与浓度的关系可以用经验公式表    示如下： 因此，利用/c对c作图

3、，用外推法可求出[η]。  当c趋近于0时，（ln）/c的极限值也等于[η]，可以证明如下：当溶液浓度c很小时，忽略高次项，则得：当溶液浓度较小时，（ln）/c对c作图，也得一条直线，其截距也等于[η]，见图S3-1。  [η]单位和数值，随溶液浓度的表示法不同而异，[η]的单位为浓度单位的倒数。 在一定温度和溶剂条件下，特性粘度[]与高聚物的相对分子质量M间关系通常用下列经验方程式表    达：式中K和α是与温度、溶剂及高聚物本性有关的常数。通常对于每种高聚物溶液，要用已    知平均相对分子量的高聚物求得K、α值。然后，用此K、α值及同种待测高聚物

4、溶液的特性粘度实验值，    可求得此待测高聚物的粘均相对分子量。在确定K、α值时，已知的平均相对分子量是用其他方法测得的。    对于许多高聚物溶液，在有关手册或书中可查得它们的K、α值。 测定高聚物溶液的粘度，最方便是使用毛细管粘度计。本实验中采用乌氏粘度计，其结构如图S3-2    所示，乌氏粘度计的最大优点是粘度计中的溶液体积不影响测定结果。因此，可在粘度计中用逐步稀释    法得到不同浓度溶液的粘度。乌氏粘度计毛细管K的直径、长度和球E体积是根据溶剂的粘度选定的，要    求溶剂的流过的时间不小于100s。但毛细管直径不宜小于0.5mm，否则

5、测定或洗涤时容易堵塞。球F的容    积应为B管中a刻度至球F底体积的8～10倍，则在测定过程中可以使溶液稀释至起始浓度的五分之一左右。    为使球F不致过大，球E的体积以4～5mL为宜。此外球D至球F底端的距离，应尽量小些。由于粘度计由玻    璃吹制而成，其三根支管很容易折断，使用时应特别小心。 液体在毛细管粘度计中因重力作用而流动时遵守泊索利方程。当考虑动能的影响，更完全的公式可   写为：  式中m为毛细管末端校正系数，是一个接近于1的仪器常数，视毛细管两端处液体流动情况而异，通    常m值约为1.12。对于指定的粘度计，上式中许多参数是一

6、定的，则此式可写为下列形式：   式中B＜1，若流出时间t在100s以上，则第二项可以忽略，上式写为：。 通常测定相对分子量时溶液较稀（），溶液的密度与溶剂密度相近，当用同一支    粘度计测定溶剂和溶液粘度时，    式中t为测定溶液粘度计面由a刻度流至b刻度的时间，为测定溶剂流过的时间。    三、实验仪器和药品   1、实验仪器：恒温槽、分析天平、乌氏粘度计、秒表、三号玻璃砂漏斗、移液管（5ml、10ml）、注射器、量筒（100ml）、容量瓶（100ml）、烧杯（100ml）、洗瓶。  2、实验药品：聚乙烯醇、正丁醇。 四、实验步骤 1、用分析天

7、平准确称取0.8～1g聚乙烯醇于烧杯（100ml）中，加入约60ml蒸馏水，加热溶解。冷却后，小心地转移至容量瓶（100ml）中，滴几滴正丁醇（起消泡作用），加水至刻度。用三号玻璃砂漏斗过滤（因溶解、过滤较慢，这一工作可由实验室预先完成）。  2、调节恒温槽温度至30.0℃。在洗净、烘干的乌氏粘度计B管和C管上各套一段乳胶管。然后，将粘度计垂直固定在恒温槽中，要使水面完全浸没G球。检查粘度计毛细管K是否垂直，调整粘度计至垂直，固定。用移液管吸取10ml聚乙烯醇水溶液，从A管注入粘度计。恒温10min后进行测定。 将C管的乳胶管用夹子夹紧，使其不漏气。在

8、B管上用注射器将溶液吸至G球的三分之二位置。使B管上口通大气，球G中的液面下降。立即松开夹子，