粘度法測(cè)定高聚物的相對(duì)摩爾質(zhì)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

粘度法測(cè)定高聚物的相對(duì)摩爾質(zhì)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握烏氏粘度計(jì)測(cè)量粘度的原理和方法。2、掌握粘度法測(cè)定聚乙烯分子量的原理、過(guò)程和數(shù)據(jù)處理方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：由于高聚物的分子質(zhì)量大小不一、參差不齊，且沒(méi)有一個(gè)確定的值，故實(shí)驗(yàn)測(cè)定某一高聚物的分子質(zhì)量實(shí)際為分子質(zhì)量的平均值，稱為平均分子質(zhì)量（即平均摩爾質(zhì)量）。根據(jù)測(cè)定原理和平均值計(jì)算方法上的不同，常分為數(shù)均分子質(zhì)量、質(zhì)均分子質(zhì)量、Z均分子質(zhì)量和粘均分子質(zhì)量。對(duì)于同一聚合物，其測(cè)得的數(shù)均、質(zhì)均、Ｚ均或粘均分子質(zhì)量在數(shù)值上往往不同。人們常用滲透壓、光散射及超離心沉降平衡等法測(cè)得分子質(zhì)量的絕對(duì)值。粘度法能測(cè)出分子質(zhì)量的相對(duì)值，但因其設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，并有很好的實(shí)驗(yàn)精度，故是人們所常用的方法之一。粘度是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力大小的反映。純?nèi)軇┱扯确从沉巳軇┓肿娱g內(nèi)摩擦效應(yīng)之總和；而高聚物溶液粘度η是高聚物分子之間的內(nèi)摩擦、高聚物分子與溶劑分子間內(nèi)摩擦以及溶劑分子間內(nèi)摩擦三者總和。因此，通常高聚物溶液的粘度η大于純?nèi)軇┱扯龋处?gt;。為了比較這兩種粘度，引入增比粘度的概念，以表示：=(3-1)式中為相對(duì)粘度，表示已扣除了溶劑分子間內(nèi)外摩擦效應(yīng)，只留下溶劑分子與高聚物分子之間、高聚物分子相互間的內(nèi)摩擦效應(yīng)，其值隨高聚物濃度而變。Huggins(1941年)和Kraemer（1983年）分別找出/C（稱為比濃粘度）以及l(fā)n/C（稱為比濃對(duì)數(shù)粘度）與溶液濃度的關(guān)系：(3-2)(3-3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：對(duì)同一高聚物，兩直線方程外推所得截距交于一點(diǎn)；常數(shù)為正值，一般為負(fù)值，且兩者之差約為0.5；值是與高聚物分子質(zhì)量有關(guān)的量，并稱之為特征粘度。(3-4)(3-5)可見(jiàn)，反映了在無(wú)限稀溶液中溶劑分子與高聚物分子間的內(nèi)外摩擦效應(yīng)，它不僅與溶劑的性質(zhì)，而且與高聚物的形態(tài)和大小有關(guān)。的單位是濃度的倒數(shù)，它的數(shù)值隨溶液濃度的表示法不同而異。本實(shí)驗(yàn)的濃度用100mL溶液中所含高聚物分子的克數(shù)作為濃度的單位。常用于描述高聚物分子質(zhì)量與特征粘度的關(guān)系式是Mark經(jīng)驗(yàn)式：（3-6）式中：是粘均分子量；K和是與溫度、高聚物及溶劑性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。K值對(duì)溫度較敏感，值主要取決于高聚物分子線團(tuán)在溶劑中的舒展程度。在良性溶劑中，高聚物分子呈線性伸展，與溶劑摩擦機(jī)會(huì)增加，值變大；反之，在不良溶劑中，值小。值一般在0.5～1之間，而K、的具體數(shù)值只能通過(guò)諸如滲透壓、光散射等的絕對(duì)方法確定，現(xiàn)將常用的幾種高聚物——溶劑體系的數(shù)值列于下表。高聚物溶劑T/KK×104聚乙烯醇水水298.2303.22.06.660.760.64聚苯乙烯苯甲苯293.2298.21.233.700.720.62聚甲基丙烯酸甲酯苯298.20.380.79因在良性溶劑中，溫度對(duì)的影響不很顯著，因此，如果測(cè)定時(shí)的溫度與上表指定的溫度有所不同，K和值亦可近似適用。至此可知：高聚物的相對(duì)摩爾質(zhì)量的測(cè)定最后歸結(jié)為溶液特征粘度的測(cè)定。純?nèi)軇?62.99163.20162.96163.05211.99212.06212.05212.031.30040.30041.20160.26271.0508201.21201.46201.32201.331.23480.23481.17400.21091.0545194.70194.87194.58194.721.19420.19421.16520.17751.0650186.84186.59186.68