实验二十三-稀溶液粘度法测定聚合物分子量

稀溶液粘度法测定聚合物分子量一、目的要求1.掌握粘度法的基本原理。2.牢固掌握测定聚合物稀溶液粘度的实际技术和粘度法表征聚合物分子量的基本原理。3.测定悬浮聚合聚苯乙烯的特性粘数并计算平均分子量。二、实验原理液体的流动是因受外力作用分子进行不可逆位移的过程.液体分子间存在相互作用力,因此当高聚物液体流动时,聚合物分子间就产生内摩擦力,表现为液体有粘度特性.根据Newton的粘性流动定律,当两层流动液体面间(设面积为A)由于分子间内摩擦力产生流动梯度时,液体对流动的粘性阻力是:zvAfdzAAd在乌氏粘度计毛细管中,假设促使聚合物稀溶液流动的力全部用于克服内摩擦力f,则:LVtghR84令:LVghRA84)(000tAtA纯溶剂的粘度为∴00ttr相对粘度∴1000ttsp增比粘度根据经验式(Huggins方程式和Kraemer方程式):ckcsp2c2rcln][lnlimlim00ccrcspc由于高分子的形态是高分子溶液链段间和高分子溶剂分子间相互作用力的反映,目前常用Mark-Houwink经验式表示:KM][其中K和可从有关手册中查到.因此,可由高聚物稀溶液的粘度推测出高聚物的分子量.对于大部分柔性高分子-良溶剂体系的稀溶液,用对C和对C作图,外推所得截距重合为一点,即的值.cspcrln][][cspcrlnC三.仪器与试剂1.乌氏粘度计、恒温水浴、分析天平、秒表；2.被测样品：本体聚合聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）；3.溶剂：丙酮（AR）；4.器皿：25ml容量瓶，5ml、10ml移液管，50ml注射针筒。在25ml容量瓶中准确称取0.2~0.3g样品，加入约10ml溶剂使样品溶解.25ml容量瓶称取0.2-0.3g样品放入容量瓶中加入约10ml溶剂1.溶液配制四.实验步骤用2号砂芯漏斗将溶液过滤移入另一个同样的容量瓶。注意样品的定量转移，需多次用少量溶剂把第一个容量瓶和漏斗里残余的样品洗入第二个容量瓶。把第二个容量瓶置于恒温水槽，然后稀释至刻度处。水槽温度保持30℃左右.置于恒温水漕稀释至刻度线检查粘度计后,用铁夹小心固定粘度计，放入恒温水槽。粘度计应保持垂直，恒温水面应浸没毛细管以上的两个球,且温度保持恒定。用移液管自容量瓶中移取10ml的溶液,从A管注入粘度计中.2.安装粘度计3.测定溶液流出的时间夹子夹住C管,用洗耳球从B管吸取溶液至a刻线上方的小球体积一半为止.移液管移取10ml溶液将移取的溶液倒入粘度计夹住C管重复测定三次以上，误差不超过0.2秒并取平均值。松开洗耳球，放开C管的夹子，空气进入C管后，立即水平地注视液面的下降.用秒表记下液面流经a和b线的时间即为流出时间。abt1=t´-t即为流出时间tt′放开C管用同样的操作方法再分别加入5ml、5ml、10ml和10ml溶剂,使溶液浓度分别为原始溶液的2/3、1/2、1/3、1/4,测定各自的流出时间(t2、t3、t4、t5).移取5ml,5ml,10ml,10ml溶剂分别注入粘度计,ab测出:t3t4t54.纯溶剂流出时间的测定将粘度计中的溶液倒出,用溶剂洗涤数次,测定纯溶剂的流出时间t0.t2返回首页五、数据处理1、计算溶液的浓度并填写下表：（以百分浓度表示）称样重：克用前砂芯漏斗重：克用后砂芯漏斗重克凝胶与杂质重：克溶解胶：克溶液浓度：克/毫升2、测试与计算结果：(样品:溶剂:恒温:)流出时间（秒）相对浓度（c'）溶液浓度（c）123平均值t1t2t3t4t5t0cr/lncsp/rcspcrln][ccsp/ccr/lnC通过上表作图,作图后得到截距A:0][cA查相关手册得K﹑的值,代入下式即为所求:/1)][(KM六.思考题1.为什么说粘度法时测定聚合物分子量的相对方法,在手册中查阅选用K、α值时应注意什么。2.用一点法处理实验数据与外推法的结果比较，结合外推法得到的Huggins、Kraemer方程常数对结果进行讨论。3.用Microsoft的应用软件编制粘度法数据处理的微机程序。