聚合物摩尔质量的测定——粘度法

1、聚合物摩尔质量的测定粘度法一、实验目的（1）了解高聚物黏均相对分子质量的测定方法及原理；（2）掌握毛细管黏度计的使用方法，测定聚合物的黏均相对分子质量。二、实验原理黏度是液体流动时内摩擦力大小的反映。对聚合物溶液有sp= r-1                      （1）式中为sp增比浓度；为聚合物溶液的黏度；0为纯溶剂黏度；r为相对黏度 比浓黏度/c和比浓对数黏度（ln r）/c

2、与高分子溶液浓度c的关系为：=+k/2c             (2)=+k/2c            （3）其中：为特征黏度，它决定于溶剂的性质和聚合物的形态及大小。对同一聚合物，两直线方程外推交于一点,所得截距即为特征黏度；值随聚合物的摩尔质量有规律变化。特征黏度与聚合物摩尔质量的关系为：      

3、   =k                       （4）式中：M为黏均相对分子质量；k和是与温度、聚合物及溶剂性质有关的常数。液体黏度的测定方法有落球法、转筒法和毛细管法。前两者是与高、中黏度的测定。后者适用于较低黏度的测定。本实验采用毛细管法。当液体在重力作用下流经毛细管黏度计时，遵守Poiseuile公式：   

4、60;                              （5）对某一给定毛细管黏度计，式可改写为：                 

5、0;               （6）式中，当B1，t100s时，第二项可以忽略。通常测定在稀溶液中进行（c1g/ml），溶剂与溶液密度近似相等，则有：                      （7）式中t和t0分别为溶液和纯溶剂的流出

6、时间。毛细管黏度计（如图）实验中，测出不同浓度下聚合物对应的相对黏度，则可求出sp、 /c、 （ln r）/c 。以/c或（ln r）/c对c作图外推得。在查得k和后，根据式（4）计算聚合物的黏均分子量。三、实验仪器与试剂封闭式毛细管黏度计、超级恒温水浴槽、10ml带刻度吸量管（2支）、秒表。高纯水、0.5g/100ml聚乙烯醇。四、实验步骤1、准备工作将恒温水浴槽设置为25，将内壁洁净的毛细管黏度计连接在恒温水浴槽上。装置如图2、聚合物溶液黏度流出时间ti的测定（1） 在黏度计中注入10mL聚乙烯醇溶液，预热5min。（2） 测量时，将黏度计沿d管一侧放倒，使粘度计中聚乙烯醇溶液由b球全部进

7、入a球，再顺时针抬起粘度计45角度，使a球顺利流入定体积c球，并注满。多余溶液及液表面气泡由f管流入b球，观察记录液面通过e1、e2刻度线时所用的时间，即为要测得t1（平行测量两次，误差0.5秒）。（3）    加入5ml高纯水，混匀后预热5min后，按（2）中方法测量溶液流出时间t2（平行测量两次）。（4）    加入10ml二次水，混匀后预热5min后，按（2）中方法测量溶液流出是间t3（平行测量两次）。3、水黏度流出时间t0的测定用高纯水洗黏度计3次，尤其注意，每次每次必须洗涤到c球及毛细管h，再向黏度计中注入10ml高纯水，同

8、步骤2-（2）测其流出时间t0。4、粘度计最后清洗处理测完后，倾净计内水，加入5ml左右丙酮，萃取管内残余水珠，将计内废液倒入回收瓶中，取开黏度计活塞，侧到放置于实验台上。  五、原始数据记录待测液t(s)rispici(g/100ml)spi/ci(ml/g)ti1(s)ti2(s)ti(s)聚乙烯醇211.72211.69211.701.56620.56620.51.1324加5ml水187.62187.31187.461.38680.38680.331.1721加10ml水168.53168.10168.311.24520.24520.250.9808高纯水135.22135.13135.17     六、结果分析根据实验数据以sp/c对c作图，如下所示： t 由图知=0.9992。又知聚乙烯醇以水做溶剂在25下k=2.0×104，=0.67再由=k可求出M：M=(/K)1/=(0.9992/0.0002) 1/0.67=331279.1说明：在作图时，三个点不在同一直线上，而点（0.5，1.3124）在测量时的时间误差最小