《粘度法测定高聚物分子量报告图线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粘度法测定高聚物分子量报告图线（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划粘度法测定高聚物分子量报告图线实验一粘度法测定聚合物的分子量粘度法是测定聚合物分子量的相对方法。高聚物分子量对高聚物的力学性能、溶解性、流动性均有极大影响。由于粘度法具有设备简单、操作方便、分子量适用范围广、实验精度高等优点，在聚合物的生产及科研中得到十分广泛的应用。本实验是采用乌氏粘度计测定甲苯溶液中聚苯乙烯粘度，进而测定求出PS试样分子量。一、实验目的要求1、掌握粘度法测定聚合物分子量的实验基本方法。2、了解粘度法测定聚合物分子量的基本原理。3、通过测定特性粘度，能够计算PS的分
2、子量。二、实验原理1、粘性液体的牛顿型流动粘性流体在流动过程中，由于分子间的相互作用，产生了阻碍运动的内摩擦力，粘度就是这种内摩擦力的表现。即粘度可以表征粘性液体在流动过程中所受阻力的大小。按照牛顿的粘性流动定律，当两层流动液体间由于粘性液体分子间的内摩擦力在其相邻各流层之间产生流动速度梯度是，液体对流动的粘性阻力是：F/A?dv/dr该式即为牛顿流体定律。式中，液体粘度，单位；A平行板面积；F外力。符合牛顿流体定律的液体称为牛顿型液体。高分子稀溶液在毛细管中的流动基本属于牛顿型流动。在测定聚合物的特性粘度时，以毛细管粘度计最为方便。2、泊肃叶定律高分子溶液在均匀压力p作用下，流经半径为R、长
3、度为L的均匀毛细管，根据牛顿粘性定律，可以导出泊肃叶公式：?ghR4?t?8LV式中，g重力加速度；流体的密度；V液出体积；t流出时间。由于液体在毛细管内流动存在位能，除克服部分内摩擦力外，还会使其获得动能，结果导致实测值偏低。因此，须对泊肃叶公式作必要的修正：?ghR4?tm?V?8LV8?Lt式中，m毛细管两端液体流动有关常数。?B?ghR4mV若令A?；B?，式可简化为：?At?t8LV8?L3、聚合物溶液粘度的测定采用乌氏粘度计测定聚合物溶液的粘度时，常用到以下两个参数：相对粘度?r?0增比粘度?sp?0?0式中，聚合物溶液粘度；0纯溶剂粘度。整合式和式，即有：?r?At?B/t?0A
4、t0?B/t0在实验中，如果仪器设计得当和溶剂选择合适，可以忽略动能改正影响，式还可简化为：?r?At?t?0At0?0t0又因为在实验中，通常在极稀溶液中进行，所以0，因此，式和式可改写成：?r?t/t0?sp?(t?t0)/t0式中，t和t0分别是聚合物溶液和纯溶剂的流出时间。显然，在一定温度下测定纯溶剂和不同浓度的聚合物溶液流出的时间，即可求出各种浓度下的?r和?sp。粘度除与分子量有关外，对溶液浓度有很大的依赖性。能够反映这种依赖性的经验公式很多，其中最常用的有两个：?spc?k?2cln?r?2cc式中，C溶液浓度；k和均为常数。如果用?sp/c或ln?r/c对c作图，并外推到c?0
5、，两条直线在纵坐标上交于一点，其截距即是?。用公式为表示为：limc?0?spc?lim?r?c?0c式中，?聚合物溶液的特性粘度。图1-2?spc对c和ln?r对c关系图c4、聚合物溶液的特性粘度与分子量的关系溶液体系确定之后，在一定温度下，聚合物溶液的特性粘度值域聚合物的分子量有关。这种关系满足Mar-Houwink方程，即：?KM?式中，K，均为常数，其值与聚合物、溶剂、温度和分子量分布范围有关。聚苯乙烯在25，甲苯作溶剂时，K=10-3，=。由此可以计算聚合物的平均分子量。三、仪器药品1、仪器恒温槽一套、乌氏粘度计、砂芯漏斗、针筒、容量瓶、移液管、精密温度计等。2、药品聚苯乙烯，工业级
6、；甲苯，分析纯。四、实验步骤1、粘度计和玻璃仪器的洗涤粘度计先用经砂芯漏斗虑过的水洗涤，洗去小球G、E中的沙粒灰尘，把水甩干。由A管倒入经过滤的新配制的洗液，灌满后用小烧杯盖住，防止尘粒落入。放置约2h后把洗液倒出，先用滤过的自来水冲洗，再用滤过的蒸馏水冲洗几次，倒挂干燥或放入烘箱烘干。移液管、容量瓶应用虑过的洗液和水洗净烘干备用。对于放过聚合物溶液的粘度计和其它仪器，应先用熔剂浸泡，然后用水和洗液洗净。否则，有机物会将洗液中的K2Cr2O7还原，使洗液失效。聚合物也会被碳化，使仪器堵塞，不易洗净。在用洗液浸泡以前，仪器中的水应尽量弄干，否则，将冲稀洗液，降低其去污效果。2、聚合物溶液配制在分
7、析天平上称取聚苯乙烯，小心加入25ml容量瓶中，加入略少于25ml的甲苯，置于恒温槽中，待恒温后，用砂芯漏斗虑入另一只25ml容量瓶中，并通过砂芯漏斗加入甲苯至刻度。恒温待用。3、溶剂流出时间t0的测定在精确控温25的条件下，将粘度计放入恒温槽中，使粘度计和水溶液面保持垂直，水面浸没G球。固定好粘度计，在B，C两管上小心接上乳胶管。一起装置符合要求后，用移液管吸取10ml溶剂放入粘度计A管中，保温几分钟，用夹子夹紧C管的乳胶管。用针管在B管的乳胶管上将溶液抽吸至G球的一半处，停止抽吸，移去针管，松开C管通向大气，使空气进入D球。水平观察G球中液面的下降。当液面降至a线处，按下秒表，记下流经ab
8、刻度的时间，即为t0。重复三次，误差不超过，取三次平均值为t0。溶剂倒入回收瓶中，粘度计烘干待用。4、溶液流出时间t的测定粘度计烘干放置冷却后，按上面同样的要求和方法测定溶液的流出时间。用另一支10ml移液管精确吸取10ml溶液注入A管中，同样重复三次测得流出时间t1。再用吸溶剂的移液管向粘度计中移入5ml溶剂，这是，粘度计中溶液浓度是原来的2/3，并用针筒抽吸几次，使其混匀。用同样方法测得t2。此后分别再加入5ml、10ml、10ml溶剂，测得t3，t4，t5。奥氏乌氏图1-2粘度计结构对比5、结果处理作图假定溶液的初始浓度c0?1，则依次分加溶剂5ml、5ml、10ml和10ml后的溶液相
9、对浓度分别为2/3，1/2，1/3，1/4。以?sp/c和ln?r/c分别对c作图，外推至c=0所得截距为A，即有：?A/c0式中，c0实际起始浓度。作图时，横坐标可取24格处作为相对浓度1，则16格、12格、8格、6格处的相对浓度分别是2/3、1/2、1/3和1/4。分子量计算根据已知的K和，按?公式计算分子量。?五、注意事项1、乌氏粘度计上的A、B、C三支管中，B、C两管特别细，极易折断，因此，拿粘度计时必须拿住A管。特别是在安装、固定和取出时，更应该小心谨慎。2、洗涤用水、溶剂和洗液必须事先过滤，以防灰尘杂质等带入粘度计阻塞毛细管。3、在配制溶液、量取溶液和溶剂都须在同一温度下进行。六、
10、思考题1、影响粘度计法测定聚合物分子量精确性的因素有哪些？2、粘度计C管的作用是什么？3、?中的K和值在什么条件下是常数？如何通过实验方法测得？4、粘度计法测定聚合物分子量有哪些优点？?黏度法测定水溶性高聚物分子量一.实验目的1.测定水溶性高聚物聚乙烯醇的相对分子质量；2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。二.实验原理高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一，由于高聚物分子量大小不一，故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。常用的测定方法有很多，如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸馏、超离心沉降及扩散法等，其
11、中，用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”，记作M。增比黏度：特性粘度：时间与粘度的关系N=n/n0=t/t0(3-84)三、仪器与试剂恒温槽1套乌式黏度计1支1/10秒表1只聚乙烯醇四、实验步骤1.洗涤黏度计取出一只黏度计，先用丙酮灌入黏度计中，浸洗去留在黏度计中的高分子物质，黏度计的毛细管部分，要反复用丙酮流洗。方法是：用约10mL丙酮至大球中，并抽吸丙酮经毛细管3次以上，洗毕，倾去丙酮倒入回收瓶中，再重复一次，然后用吹风机吹干黏度计备用。2.测定溶剂流出时间在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度，然后将黏度计安放在恒温水浴中。用移液管吸取10mL纯水，从A管注入。于37恒温槽中恒温5min。
12、进行测定时，在C管上套上橡皮管，并用夹子夹住，使其不通气，在B管上用橡皮管接针筒，将蒸馏水从F球经D球、毛细管、E球抽到G球上，先拔去针筒并解去夹子，使C管接通大气，此时D球内液体即流回F球，使毛细管以上液体悬空。毛细管以上液体下流，当液面流经a刻度时，立即按停表开始记录时间，当液面降到b刻度时，再按停表，测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间，重复操作两次，记录留出时间且误差不大于1-2s，取两次平均值为t0，3.溶液流出时间的测定取出黏度计，倾去其中的水，加入少量的丙酮溶液润洗，经过各个瓶口流出，以达到洗净的目的。同上法安装调节好黏度计，用移液管吸取10mL溶液小心注入黏度计内，在溶液
13、恒温过程中，应用溶液润洗毛细管后再测定溶液的流出时间t。然后一次分别加入、mL、mL、mL蒸馏水，按上述方法分别测量不同浓度时的t值。每次稀释后都要将溶液在F球中充分搅匀，然后用稀释液抽洗黏度计的毛细管、E球和G球，使黏度计内各处溶液的浓度相等，而且须恒温。五、数据处理及结论1.数据整理为了作图方便，假定起始相对浓度是1，根据原理中的公式计算所得数据记录如下表表一数据记录表2.作图用sp/c、Inr/c对c作图图一sp/c、Inr/c-c外推c0，得截距A=，而c=20g/L,则特性浓度=A/c=3.计算分子量右旋糖苷水溶液的参数：37时，K/g，a。则根据=KM,代入数据可得M=*10334
14、.结果分析高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，相对分子质量不同，高聚物的性能差异很大。本次实验理论上应该得到两条直线重合于一点。但由图可知，直线线性很差，两条直线的斜率都为正值，二者截距不同，因此用外推法得到的相对分子量参考价值不大。分析可能是因为溶液浓度太稀，测定的T和T0.很接近，导致sp的相对误差比较大。另外，黏度计中的液体在毛细管中流动还受到其他因素的影响，比如倾斜度、重力加速度、毛细管内壁粗糙度、表面张力、动能改正等的影响，使得测出的流动时间有一定的误差。黏度计应该垂直放置，这样液体可以从高处自由流下。本次实验由于黏度计后来偏斜了一点，导致液体下流的速度改变，从而导致测量时间不准确，结果就有比较大的误差。再者，高聚物分子链之间的距离随着浓度的变化而变化，当浓度超过一定的限度时，高聚物溶液的SP/C或lnr/C与C的关系有可能不再呈线性。查阅相关资料知通常选用r=的浓度范围，本次实验最后两组数据r均低于，故偏差
