《粘度法测定聚乙烯醇的相对分子量实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粘度法测定聚乙烯醇的相对分子量实验报告（13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聚乙烯醇的相对分子量实验报告黏度法测定聚乙烯醇的相对分子质量及其分子构型的确定一、目的要求1.以聚乙酸乙烯酯为原料制备聚乙烯醇。2.用乌氏粘度计测定自制PVA被高碘酸盐降解前后的黏均相对分子质量。3.计算PVA分子链中“头碰头”键合方式的比率。二、实验原理、实验流程。1.聚乙烯醇的制备原理聚乙烯醇不能直接通过烯类单体单体聚合得到，而是经过聚乙酸乙烯酯的高分子反应获得的。与水解法相比，经醇解法生成的聚乙烯醇精制容易，纯度较高，产品性能较好，因而工业上多采用醇解法。以甲醇为醇解
2、剂、氢氧化钠为催化剂进行醇解反应，并在较为缓和的醇解条件下进行。PVAc在NaOH/CH3OH溶液中的醇解的主要反应为：在主反应中NaOH仅起催化作用，但是NaOH还可能参加反应：当反应体系中含水量较大时，这两个副反应明显增加，消耗大量的氢氧化钠，从而降低对主反应的催化效能，是醇解反应进行不完全。因此为了避免这些副反应，对物料的含水量应严格控制，一般在5以下。2.乌氏粘度计测定溶液粘度的原理和方法测定高分子粘度的时，用毛细管粘度计最为方便。液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出时遵守泊肃叶定律式中，为液体的密度，l是毛细管长度，r是毛细管半径，t是流出时间，h是流经毛细管液体的平均液柱高度，g为
3、重力加速度，V是流经毛细管的液体体积，m是与机器的几何形状有关的常数，在r/l1时，可取m=1。式中，1，当t100s时，等式右边第二项可以忽略。设溶液的密度与溶剂密度。近似相等，这样，通过测定溶液和溶剂的流出时间t和t0就可求算x。x=/0=t/t0进而计算得到sp，sp/c和lnsp/c的值。配置一系列不同浓度的溶液分别进行测定，以sp/c和lnsp/c为纵坐标，c为横坐标作图，得两条直线，分别推到c=0处，为了方便，引进相对浓度c，即c=c/c0。其中，c表示溶液的真实浓度；3.实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，的数值只与高聚物的黏均相对分子质量M有关，它们之间的经验关系可用Mar
4、kHouwink方程表示：=KM式中，K为比例常数；是与分子形状有关的经验常数。它们都与温度、聚合物、溶剂性质有关，在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。对于大多数聚合物来说，值一般在之间，在良溶剂中值较大，接近溶剂能力减弱时，值降低。分子链中键合形式的测定原理在聚乙烯醇中，一个“头碰头”的键合是一个1,2-乙二醇结构，而乙二醇能被高碘酸盐分解。通过粘度法来测定被高碘酸钾处理前后聚乙烯醇的相对分子质量，从而求出“头碰头”键合方式的几率。因为“头碰头”键合的几率=分子数的增加数目/体系中总的单体数目。又因为分子数的增加数目和体系中总的单体数目与分子量成反比，所以根据：=，式中MV和MV?
5、分别为降解前后的平均黏均分子量，就可以计算出聚乙烯醇的“头碰头”键合几率。实验装置：乌氏粘度计三口烧瓶三、仪器与试剂1.仪器：铁架台、恒温水浴、乌氏粘度计、机械搅拌器、250mL三口烧瓶、锥形瓶、移液管；2.试剂：乙酸乙烯酯、甲醇、乙醇、高碘酸钾、蒸馏水等。四、实验方法步骤1.聚乙酸乙烯酯的制备在铁架台装好搅拌器、冷凝管，向250mL三口烧瓶中加入10mL甲醇和，开动搅拌，加热回流，使BPO溶解；再加入25mL乙酸乙烯酯，升温至6065，持续反应23h，待溶液变得粘稠，冷却结束反应；然后加入40mL甲醇溶解。2.聚乙烯醇(PVA)的制备在铁架台装好搅拌器、冷凝管，向250mL三口烧瓶中加入50
6、mL5%氢氧化钠甲醇溶液，在25下缓慢滴加上述实验配好的聚乙酸乙烯酯甲醇溶液，约2s1滴，滴加，当反应发现有凝胶块时，应停止加热，加大搅拌强度，把凝胶打碎。滴完后在25下继续搅拌，反应，停止反应，沉淀用乙醇分3次洗涤，烘干至恒重。3.降解前聚乙烯醇溶液流出时间的测定称量的聚乙烯醇于一烧杯中，加入100mL的蒸馏水，搅拌振荡，使固体加速溶解，也可微热加速溶解，待全部固体溶解后，冷却。安装好乌氏粘度计，温度保持在30。用移液管移取10mL的溶液至粘度计中，用洗耳球吸取溶液至粘度计小球中间，开始释放，至第1条刻度线开始计时，第2条刻度线停止，记录时间，重复3次，再把溶液稀释至原来的1/2,1/3,1
7、/4,1/5，测定时间，重复3次。4.用高锰酸钾降解PVA及讲解后PVA溶液流出时间的测定用移液管移取上述PVA水溶液50mL，加入高碘酸钾于6070氧化降解，时间约为1h，冷却至室温。用移液管移取10mL的溶液至粘度计中，用洗耳球吸取溶液至粘度计小球中间，开始释放，至第1条刻度线开始计时，第2条刻度线停止，记录时间，重复3次，再把溶液稀释至原来的4/5,2/3,2/5,1/3，测定时间，重复3次。粘度法测定大分子化合物的分子量并探究其影响因素一、实验目的1.测定聚乙烯醇的粘均相对分子量并掌握其原理。2.掌握三管粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。3.熟悉恒温水槽的装置和控温原理。4.通过对
8、改变的倾斜角度，探究Ubbelohde粘度计的不同倾斜角度对测定结果的影响，并得出结论。二、实验原理本次实验采用粘度法测定大分子化合物的分子量，与其他方法相比较，粘度法设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，是常用的方法之一。大分子化合物溶液的特点是粘度特别大，原因在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阻力。粘性液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。粘性液体在流动过程-1-1中所受阻力的大小可用粘度系数(简称粘度)来表示(kgms)。大分子化合物的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0，高聚物溶液的粘
9、度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及0三者之和。在相同温度下，通常0，相对于溶剂，溶液粘度增加的分数称为增比粘度，记作sp，即(1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度，记作r，即(2)r反映的也是溶液的粘度行为，而sp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅反映了高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sp往往随质量浓度c的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度下所显示的增比粘度spc称为比浓粘度，而lnrc则称为比浓对数粘度。当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们的相互作用可以忽略，此时有关系式(3)称为特性粘度，它反映的
10、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。由于r和是无因次量，所以他们的单位是浓度c单位的倒数。sp均在足够稀的高聚物溶液里，spc与C和lnrc与c之间分别符合下述经验关系式：上两式中和分别称为Huggins和Kramer常数。这是两直线方程，通过spc对c或lnrc对c作图，外推至C=0时所得截矩即为。显然，对于同一高聚物，由两线性方程作图外推所得截矩交于同一点，如图1。图1:外推法求图2:乌氏粘度计高聚物溶液的特性粘度与高聚物摩尔质量之间的关系，通常用带有两个参数的MarkHouwink经验方程式来表示：(6)式中是粘均相对分子量，K为
11、比例常数，是与分子形状有关的经验参数。K和的值与温度、高聚物及溶剂的性质有关，也和分子量大小有关。K值受温度影响较明显，值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度。K与可通过一些绝对实验方法(如膜渗透压法、光散射法等)确定。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。本实验使用的乌氏粘度计如图所示。当液体在重力作用下流经毛细管时，其遵守Poiseuille定律：?hgrt8lV4?mV8?ltl是毛细管长度；r是式中(kgm-1s-1)为液体的粘度；?为液体的密度；毛细管半径；t是流出时间；h是流经毛细管液体的平均液柱高度；g为重力加r
12、?1m是与仪器的几何形状有关的常数，速度；V是流经毛细管的液体体积；在l时，可取m=1。?hgr8lV4对某一支指定的粘度计而言，许多参数是一定的，令则式可改写为?，?mV8?l，?t?t式中?1，当t?100s时，等式右边第二项可以忽略。通常是在稀溶液中测定，溶液的密度?与溶剂密度时间t和t0，就可求算?r：?r?0?tt0?0近似相等。这样，通过测定溶液和溶剂的流出(9)实验中明确表明Ubbelohde粘度计必须垂直放置，否则对测量结果准确性有影响。本实验在测定聚乙烯醇分子量的同时，保持温度等其他因素不变，通过改变Ubbelohde粘度计倾斜角度，测定其流出时间以及分子量，与Ubbeloh
13、de粘度计垂直时所测结果对比，探究Ubbelohde粘度计使用时的倾斜角度对测定结果的影响。三、仪器和试剂1.仪器SYP-3型玻璃恒温水浴;乌氏粘度计;10mL移液管两支;秒表各一只;洗耳球1个;止水夹2个；乳胶管2个。2.试剂正丁醇();聚乙烯醇;蒸馏水。四、实验步骤A.基本实验1.恒温打开恒温槽，设定温度为。将乌氏粘度计(如图2)在恒温槽中恒温10min(注意垂直放置)。2.溶液流出时间的测定粘度计垂直：在C,B管上均套上乳胶管，将粘度计垂直放入恒温槽内，使G球完全浸入水浴中。用移液管取10mL聚乙烯醇水溶液，由A管加入粘度计内，再加2mL蒸馏水至粘度计内，由B管口滴入2滴正丁醇以消泡。恒
14、温10min。用止水夹夹紧C管乳胶管，使C管不通气，用洗耳球在B管的上端吸气，将水从F球经D球、毛细管、E球抽至G球一半处；松开C管上夹子，使其通气，此时D球内溶液回入F球，使毛细管以上的液体悬空；毛细管以上的液体下落，当凹液面最低处流经刻度a线时，立刻按下秒表开始记时，至b处则停止记时。记下液体流经a、b之间所需的时间。重复测定三次，偏差小于，取其平均值，即为t1值。粘度计倾斜30度：将粘度计倾斜30度放入恒温槽内，实验过程必须固定好装置，保证倾斜角度不改变，重复以上步骤测定液体流经a、b之间所需的时间，测定三次取平均值，即为t1值。3.不同浓度溶液流出时间的测定向粘度计中依次加入，mL蒸馏水，用上述方法分别测量不同浓度时粘度计垂直放置和倾斜30度的t值和t值。每次稀释后用洗耳球将液体混匀(2min)，并多次抽洗粘度的E球和G球以及毛细管部分。4.不同倾斜角度溶液流出时间的测定向最后一组浓度的条件下，改变粘度计倾斜角度为10度和45度，按照上述方法进行测定该两个角度下溶液流出时间，重复测定三次，偏差小于取其平
