實(shí)驗(yàn)20粘度法測定聚合物的分子量-展示頁
2024-11-13 03:55本頁面
【正文】 的公式為： 4 188hgR VtmLV L t? ? ?? ?? ? ? ? （ 205） 式中 : P――毛細(xì)管兩端的壓力差 h――毛細(xì)管液柱的平均高度 V――在 t 時間內(nèi)流出液體的體積 t――液體流出的時間 R――粘度計毛細(xì)管的直徑 L――毛細(xì)管的長度 ? ――被測 液體的密度 m――粘度計的儀器常數(shù)，視毛細(xì)管兩端液體流動的情況而定。在操作時把液體自 A 管吸至 B 管時， C 管是關(guān)閉的，在液體自 B 管流下前，先開啟 C 管，此時空氣進(jìn)入 D球，毛細(xì)管下端的液面下降，在毛細(xì)管內(nèi)流下的液體形成一個氣承懸浮液柱，液體出了毛細(xì)管下端就沿管壁流下，這樣可以避免出口處產(chǎn)生湍流的可能，而且液柱高度與 A 管內(nèi)液面的高低無關(guān)，因而流出時間與 A 管內(nèi)試液的體積沒有關(guān)系，可以直接在粘度計內(nèi)對溶液進(jìn)行一系列的稀釋。使用“一點(diǎn)法”通常有兩種途徑：一是求出與分子量無關(guān)的參數(shù) ? ，然后用 Maron 公式推 算出特性粘度；二是直接用公式計算： 2( l n )[] sp rC??? ?? （ 203） 式中： C――溶液濃度 g/100ml sp? －－增比粘度 r? ――相對粘度 []? ――特性粘度 這樣，只要測得 sp? ， r? ， C 便可求出 []? ，其結(jié)果與外推 法基本上相吻合。 但通常用“外推法 ” 測定特性粘度 []? 要求至少有四個不同濃度的溶液，這樣操作比較麻煩。 測得特性粘度之后，即可用下式求得分子量： []KM?? ? （ 202） 式中： M 為聚合物的平均分子量； []? 為特性粘度，其單位是濃度的倒數(shù)； ? 為與溶液中聚合物分子形態(tài)有關(guān)的指數(shù)項(xiàng)。特性粘度已不再與溶液的濃度有關(guān)，它表示單個分子對溶液粘度的貢獻(xiàn)。聚合物稀溶液的粘度主要反應(yīng)了三種內(nèi)摩擦： ○1 溶劑間流動時產(chǎn)生的內(nèi)摩擦 ○2 高分子間的內(nèi)摩擦 ○3 高分子與溶劑間的內(nèi)摩擦 這三者的總和表現(xiàn)為聚合物稀溶液的粘度，記為 η 1，而由溶劑表現(xiàn)的粘度即純?nèi)軇┱扯葹?η 0。 某一溶劑在一定的溫度下溶入聚合物，其粘度大大增加，而粘度的增加與聚合物的分子量有密切關(guān)系，從而利用這個性質(zhì)在適當(dāng)?shù)臈l件 下測定聚合物的分子量。 3. 掌握一點(diǎn)法測定聚乙烯醇分子量的方法。實(shí)驗(yàn) 20 粘度法測定聚合物的分子量 一、試驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解粘度法測定聚合物平均分子量的原理。 2. 掌握粘度法測定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)采用烏氏粘度計測定聚乙烯醇稀水溶液的粘度，進(jìn)而求出聚乙烯醇試樣的分子量，對于濃溶液與聚合物的熔體粘度行為，因?yàn)楹茈y找出準(zhǔn)確的分子量，在此不作討論。試驗(yàn)證明，許多聚合物溶液不是理想溶液，稱為非牛頓流體，其流動規(guī)律不服從牛頓流體規(guī)律，但對于一般柔性鏈聚合物在切變速度較低且分子量適中時，其稀溶液可按牛頓流體處理。特性粘數(shù) [η] 是幾種粘度中最重要的一種粘度，其數(shù)學(xué)式為： lnl im l im[] 00sp rC C C C? ?? ???? （ 201） 它為無限稀釋的高分子溶液的比濃粘度，這時溶液所呈現(xiàn)的粘度行為主要反映了高分子與溶劑間的內(nèi)摩擦。 外推法求特性粘度 []? 是較常用的方法，即在各種不同的 濃度下求得 sp? 或 r? ，然后作 Csp? — C 圖或 Cr?ln — C 圖再外推到 0C? 時其截距即為 []? 。 K 和 ? 是兩個常數(shù)，其數(shù)值可以從有關(guān)手冊查到，查找時要注意這兩個常數(shù)的測定條件，如使用的溫度、溶劑、適用的分子量范圍、單位以及校正方法。目前有一種近似的方法，叫“一點(diǎn)法”，只要配制一種濃度的溶液就可求得 []? 。 測定 sp? ， r? 時常用烏氏粘度計，如右圖。 作粘度測定時，在 A 管中加入適量液體， C 管用橡皮管夾住，在B 管口將液體吸至 G 球的一半，開啟 C 管任溶液流下，記錄液面流經(jīng)兩個界限 a、 b 所需的時間 t。 令 48hgRA LV?? ， 8mVB L?? 由此可以看出 A， B 是與粘度計有關(guān)的常數(shù)，每支粘度計都有其確定的數(shù)值，將 A， B 代入（ 205）式得： BAtt???? （ 206） 式中： /??是液體的比密粘度，又叫運(yùn)動粘度。 由于所測溶液是極稀的，一般認(rèn)為 0??? （溶劑密度），同時我們用純?nèi)軇┝鹘?jīng)毛細(xì)管 a， b 兩線，所需時間大于 100s 的粘
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