粘度法測定高聚物分子量

1、粘度法測定高聚物分子量粘度法測定高聚物分子量——東華大學(xué)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康母呔畚锏姆肿恿渴歉叻肿硬牧献罨镜慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)之一。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，高聚物分子量對其加工成型以及產(chǎn)品的物理性能有著極其密切的聯(lián)系，因此高聚物分子量的測定是鑒定高聚物性能的一個(gè)重要項(xiàng)目。通過本實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：1、理解稀釋粘度法測定高聚物分子量的基本原理；2、掌握本測定的方法；3、學(xué)會外推法作圖求[??、KH、KK值：4、掌握測定粘度的動能校正方法二、實(shí)驗(yàn)原理高聚物

2、的分子量具有多分散性，無論用何種方法所測得的分子量，均為平均分子量。測定高聚物分子量的方法有多種，如端基測定法、滲透法、光散射法、超速離心法和粘度法等。由于粘度法的設(shè)備簡單，操作方便，因此應(yīng)用最為普遍。但粘度法并非絕對的測定方法，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)證明，馬克(Mark)提出更符合于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的非線形方程式：(1)????KM?該式實(shí)用性很廣，式中K、?值主要依賴于大分子在溶液中的形態(tài)。無規(guī)線團(tuán)形狀的大分子在不良溶劑中呈十分蜷曲的形狀，?為0.

3、5~0.8；在良的溶劑中，大分子因溶劑化而較為舒展，?為0.8～l；而對硬棒狀分子，?＞1。關(guān)于某一高聚物溶劑系的K、?值的具體測量，可將(1)式兩邊取對數(shù)，得：(2)??MKlglglg????此為直線方程。從直線的斜率可求出，從截距可求出K。一般采用的方法是將樣品經(jīng)分級，測定其各分級的[??，用直接方法(如滲透壓法、光散射法、超速離心法等)測定相應(yīng)分子量就可作出lg[?]和lgM的線性關(guān)系圖，如圖1所示。由直線的截距，斜率lgK可求

4、出K和?值。若干高聚物溶劑體系的K、?值，文獻(xiàn)上發(fā)表很多，對滌綸在苯酚四氯乙烷(1:1)體系中，溫度25C時(shí)：MlgKlg]lg[?圖1的關(guān)系圖??Mlg~lg?粘度法測定高聚物分子量22、一點(diǎn)法為了簡化實(shí)驗(yàn)操作，可在一個(gè)濃度下測定或，直接求出[?]，不需要作濃度sp???的外推，故稱一點(diǎn)法。由一點(diǎn)法計(jì)算[?]的公式很多，選用時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)條件。例如，解(6)式可得：(8)??CKKHspH2141?????若已知某高聚物溶劑體系的KH值

5、，則可用(8)式計(jì)算求得[?]，若KH＋KK=0.5，解(6)、(7)式聯(lián)立方程，可得(9)????Csp????ln2??由作圖外推法或一點(diǎn)法求得[?]值后，如代入(3)式，則可計(jì)算出高聚物的分子量。粘度法測定分子量是基于大分子在溶劑中移動是產(chǎn)生的摩擦力。一般用粘度表征高聚物溶液在流動過程中所受阻力的大小。相對粘度的測定是采用烏式粘度計(jì)。以V表示時(shí)間t內(nèi)流經(jīng)毛細(xì)管的溶液體積；P為壓力差：R為毛細(xì)管半徑；L為毛細(xì)管的長度，??為流體粘度

6、。在t時(shí)間內(nèi)經(jīng)毛細(xì)管的溶液體積V：(10)LPtRV??84?因(?為流體密度：g為重力加速度；h為液柱高)ghP??所以(11)LVgthR84????實(shí)際上毛細(xì)管的半徑與長度的測量較困難，故實(shí)測時(shí)都是求溶液粘度與溶劑粘度的比值，即相對粘度。當(dāng)用同一支粘度計(jì)時(shí)，測定的溶液與溶液的體積不變，即??V0=V。所以(12)tt?????000因?yàn)楦呔畚锶芤赫扯鹊臏y定，通常在極稀的濃度下進(jìn)行，所以溶液和溶劑的密度近似相等，，因此相對粘度可以改