粘度法測定聚合物分子量

1、粘度法測定聚苯乙烯分子量粘度法測定聚苯乙烯分子量實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?1. 掌握黏度法測定聚合物分子量的基本原理掌握黏度法測定聚合物分子量的基本原理和實驗技術(shù)。和實驗技術(shù)。 2. 掌握測量原理和使用烏氏粘度計測定聚苯掌握測量原理和使用烏氏粘度計測定聚苯乙烯乙烯-甲苯體系的甲苯體系的 特性粘數(shù)的方法并計算粘均特性粘數(shù)的方法并計算粘均分子量。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。 實驗原理實驗原理 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，高聚物的相對分子質(zhì)量大小不一，其摩爾質(zhì)量常在物的相對分子質(zhì)量大小不一，其摩爾質(zhì)量常在103-

2、107之間，黏度法測定分子量是最常用的測定聚合物分子之間，黏度法測定分子量是最常用的測定聚合物分子量的技術(shù)。量的技術(shù)。 經(jīng)典實驗經(jīng)典實驗 設(shè)備簡單設(shè)備簡單 操作方便操作方便 實驗精度高實驗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)： 相對粘度：相對粘度：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 比濃對數(shù)粘度（對數(shù)粘數(shù)）：比濃對數(shù)粘度（對數(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）動能校正動能校正烏氏粘度計烏氏粘度計式中：式中：為液體的密度；為液體的密度；l為毛細管長度；為毛細管長度；r為毛細管半為毛細管半徑；徑；t為流出時間；為流出時間；h為流經(jīng)毛細管液體的平均液柱高度；為流經(jīng)毛細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)毛細管的液體體積；為流經(jīng)毛細管的液體體積；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，時，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，溶液極稀時，r r r r0 0忽略動能校正忽略動能校正00rtthhh烏氏粘度計烏氏粘度計t和和t0分別為溶液和純?nèi)軇┰诿毠艿姆謩e為溶液和純?nèi)軇┰诿毠艿牧鞒鰰r間流出時間特性粘數(shù)的測定原理特性粘數(shù)的測定原理lim0hhCSPC100rsphhhhh 根據(jù)實驗，在足夠稀的溶液中有：根據(jù)實驗，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)驗可得：驗可得：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 試驗證明：當(dāng)聚合物、溶劑和溫度確定以試驗證明：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)驗經(jīng)驗可得：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特性參數(shù)（鏈段長度、結(jié)構(gòu)單元鏈的兩個特性參數(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)和測定的濃度決于高分子本質(zhì)和測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，時，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，則要自己測定，測定時：定，測定時： 分級分級 測各級的測各級的M（用絕對法：滲透壓或光散（用絕對法：滲透壓或光散射）射） 測各級的測各級的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