粘度法測(cè)定聚合物分子量

1、粘度法測(cè)定聚苯乙烯分子量粘度法測(cè)定聚苯乙烯分子量實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握黏度法測(cè)定聚合物分子量的基本原理掌握黏度法測(cè)定聚合物分子量的基本原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。 2. 掌握測(cè)量原理和使用烏氏粘度計(jì)測(cè)定聚苯掌握測(cè)量原理和使用烏氏粘度計(jì)測(cè)定聚苯乙烯乙烯-甲苯體系的甲苯體系的 特性粘數(shù)的方法并計(jì)算粘均特性粘數(shù)的方法并計(jì)算粘均分子量。分子量。 3. 了解聚合物分子量的控制方法。了解聚合物分子量的控制方法。 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 分子量是表征聚合物特征的重要參數(shù)之一，高聚分子量是表征聚合物特征的重要參數(shù)之一，高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量大小不一，其摩爾質(zhì)量常在物的相對(duì)分子質(zhì)量大小不一，其摩爾質(zhì)量常在103-

2、107之間，黏度法測(cè)定分子量是最常用的測(cè)定聚合物分子之間，黏度法測(cè)定分子量是最常用的測(cè)定聚合物分子量的技術(shù)。量的技術(shù)。 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 設(shè)備簡單設(shè)備簡單 操作方便操作方便 實(shí)驗(yàn)精度高實(shí)驗(yàn)精度高常用的度量粘度的參數(shù)：常用的度量粘度的參數(shù)： 相對(duì)粘度：相對(duì)粘度：h hr= =h h/h h0 h h0 - 溶劑粘度溶劑粘度 h h - 溶液粘度溶液粘度 增比粘度：增比粘度： 比濃粘度（粘數(shù)）：比濃粘度（粘數(shù)）：h hsp/C 比濃對(duì)數(shù)粘度（對(duì)數(shù)粘數(shù)）：比濃對(duì)數(shù)粘度（對(duì)數(shù)粘數(shù)）：lnh hr/C 特性粘度（極限粘度）：特性粘度（極限粘度）：粘度法（粘度法（viscosity） 1r00sphhhh

3、hlimlnlimps0r0hhhcccc泊肅葉（泊肅葉（Poiseuille）公式）公式h h=p pPR4t/(8lV) （1）P=r rghA A=p pghR4/(8lV)B B=mV/(8p pl)h h=p pPR4t/(8lV)-mr rV/(8p plt) （2）動(dòng)能校正動(dòng)能校正烏氏粘度計(jì)烏氏粘度計(jì)式中：式中：為液體的密度；為液體的密度；l為毛細(xì)管長度；為毛細(xì)管長度；r為毛細(xì)管半為毛細(xì)管半徑；徑；t為流出時(shí)間；為流出時(shí)間；h為流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；為流經(jīng)毛細(xì)管液體的平均液柱高度；g為重力加速度；為重力加速度；v為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積；為流經(jīng)毛細(xì)管的液體體積；m為與儀器的

4、幾何形狀有關(guān)的常數(shù)，為與儀器的幾何形狀有關(guān)的常數(shù)，r/l1時(shí)，時(shí)，可取可取m=1。h h/r r AAtB/B/t （3）h hr=r r(At-B/t)/r r0(At0-B/t0) （4）溶液極稀時(shí)，溶液極稀時(shí)，r r r r0 0忽略動(dòng)能校正忽略動(dòng)能校正00rtthhh烏氏粘度計(jì)烏氏粘度計(jì)t和和t0分別為溶液和純?nèi)軇┰诿?xì)管的分別為溶液和純?nèi)軇┰诿?xì)管的流出時(shí)間流出時(shí)間特性粘數(shù)的測(cè)定原理特性粘數(shù)的測(cè)定原理lim0hhCSPC100rsphhhhh 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在足夠稀的溶液中有：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在足夠稀的溶液中有：CkCsp2hhhCCr2lnhhhh hlnh hr /Ch hsp/Ch hs

5、p/C 或或lnh hr /CC當(dāng)聚合物、溶劑和溫度確當(dāng)聚合物、溶劑和溫度確定以后，定以后，h h的數(shù)值僅由試的數(shù)值僅由試樣的分子量樣的分子量M決定，由經(jīng)決定，由經(jīng)驗(yàn)可得：驗(yàn)可得：h h=KMa aMark-Houwink方程方程 h hsp/C=h h+Kh h2CHuggins方程方程lnh hr /C=h h- h h2CKraemer方程方程 h h=KMa a方程方程 試驗(yàn)證明：當(dāng)聚合物、溶劑和溫度確定以試驗(yàn)證明：當(dāng)聚合物、溶劑和溫度確定以后，后，h h=的數(shù)值僅由試樣的分子量的數(shù)值僅由試樣的分子量M決定，決定，由由經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)可得：可得： h h=KMa a 這就是著名的這就是著名的M

6、ark-Houwink方程方程 K-粘度常數(shù)，與高分子在溶液中的形狀和粘度常數(shù)，與高分子在溶液中的形狀和鏈的兩個(gè)特性參數(shù)（鏈段長度、結(jié)構(gòu)單元鏈的兩個(gè)特性參數(shù)（鏈段長度、結(jié)構(gòu)單元長度）有關(guān)長度）有關(guān) a a-與高分子在溶液中的形態(tài)有關(guān)，大小取與高分子在溶液中的形態(tài)有關(guān)，大小取決于高分子本質(zhì)和測(cè)定的濃度決于高分子本質(zhì)和測(cè)定的濃度在良溶劑中，是線性的柔性高分子，在良溶劑中，是線性的柔性高分子，a a大，大，接近接近0.8；在；在q q 溶劑中，溶劑中，a a 1/21/2；在不良溶劑；在不良溶劑中，中，a a1/21/2。aahhKMKM其中：其中： 30 時(shí)，時(shí)，K=7.210-3，a a=0.72 如果表上查不到現(xiàn)成的如果表上查不到現(xiàn)成的K和和a a，則要自己測(cè)，則要自己測(cè)定，測(cè)定時(shí)：定，測(cè)定時(shí)： 分級(jí)分級(jí) 測(cè)各級(jí)的測(cè)各級(jí)的M（用絕對(duì)法：滲透壓或光散（用絕對(duì)法：滲透壓或光散射）射） 測(cè)各級(jí)的測(cè)各級(jí)的h h 作作logh h-logM圖圖 由公式：由公式： 可得：可得： 斜率為斜率為a a，截距為，截距為logK用粘度