聚合物分子量的測定——粘度法

1、中國石油大學(xué)化學(xué)原理ii實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期： 成績： 班級： 學(xué)號： 姓名： 教師： 同組者： 聚合物分子量的測定黏度法一實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會一種測定分子量的方法二實(shí)驗(yàn)原理由于聚合物具有多分散性，所以聚合物的分子量是一個平均值。有許多測定分子量的方法（如光散射法、滲透壓法、超速離心法、端基分析法等），但簡單、而使用范圍又廣的是粘度法。由粘度法測得的聚合物的分子量叫粘均分子量，以“”表示。粘度法又分多點(diǎn)法和一點(diǎn)法：1、多點(diǎn)法 多點(diǎn)法測定聚合物粘均分子量的計(jì)算依據(jù)是： （7-1）式中: 特性粘數(shù)；k,-與溫度和溶劑有關(guān)的常數(shù)； -聚合物的粘均分子質(zhì)量；若設(shè)溶劑的粘度為0,聚合物溶液濃度為 c(100ml 所

2、含聚合物的克數(shù)表示)時的粘度為，則聚合物溶液粘度與濃度間有如下關(guān)系： （7-2） （7-3）以sp /c, inr/c 對 c 作圖，外推直線至 c 為 0（參考圖 71）求 ，即、 （7-4）圖7-1 特性粘數(shù)的求法由于 k、是與溫度、溶劑有關(guān)的常數(shù)，所以對一定溫度和特定的溶劑，k、有確定的數(shù)值。例如，30時，以 1mol/l 硝酸鈉溶液作溶劑，用粘度法測定聚丙烯酰胺粘均分子量的經(jīng)驗(yàn)式可表示如下： （7-5）即： =1.40*1053/2 （7-6）因此，只要測定不同濃度下聚合物溶液的粘度，即可通過上述的數(shù)據(jù)處理，求出聚合物的粘均分子量。2、單點(diǎn)法對低濃度的聚合物溶液，其特性粘數(shù)可由下式計(jì)算

3、: （7-7）實(shí)驗(yàn)時，只要測定一個低濃度的聚合物溶液的相對粘度，即可由式 77 求得所測試樣的特性粘數(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用如圖 7-2 所示的烏氏粘度計(jì)測定聚合物溶液在不同濃度下的粘度。 這種粘度計(jì)的具體用法參考下述步驟。圖 7-2 烏氏粘度計(jì)1，2，3支管；5，8，9玻璃管；4，6刻度；7毛細(xì)管三.儀器與藥品1儀器 烏氏粘度計(jì)，玻璃恒溫水浴裝置一套，秒表，吸耳球，量筒，等。 2 藥品 0.01g/100ml聚丙烯酰胺溶液，1mol/l硝酸鈉溶液，蒸餾水。四.實(shí)驗(yàn)步驟（1）打開溫度控制儀電源，將溫度設(shè)為30。調(diào)節(jié)電動攪拌機(jī)調(diào)速開關(guān)，使攪拌機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣葎蛩俎D(zhuǎn)動，使玻璃缸中各處的水溫均勻。（2）玻璃缸中

4、水的溫度升至30后，將烏氏粘度計(jì)固定在鐵架臺夾子上，使粘度計(jì)上端玻璃球浸沒在水中。調(diào)整烏氏粘度計(jì)，使其在水中垂直。注意，在調(diào)整過程中，不要使烏氏粘度計(jì)碰到攪拌棒或者玻璃缸壁，以免破碎。（3）用量筒量取1mol/l硝酸鈉溶液15ml，由支管3加到已洗凈、烘干的粘度計(jì)的球9中，然后將粘度計(jì)在已調(diào)至30的玻璃缸中，恒溫約10min，即可按下述方法測定：先用左手的拇指和中指將粘度計(jì)的支管1捏住，用食指將支管1的管口堵??；然后用洗耳球從支管2的管口將溶液吸至刻度4以上的粗直徑部分，在將食指松開的同時將洗耳球從管口移開，這時球8 中的溶液因支管1通大氣即迅速流回球9，而支管2中的刻度4以上的溶液則通過毛細(xì)

5、管7慢慢流回球9，用秒表測定溶液液面經(jīng)過刻度4與6所需要的時間；重復(fù)3-5次，取平均值，作為1mol/l 硝酸鈉溶液的液面流經(jīng)粘度計(jì)4與6兩刻度的時間t0；測定后，將粘度計(jì)的溶液倒出回收，先后用自來水、蒸餾水洗凈，然后烘干、備用。（4）用量筒量取0.01g/100ml聚丙烯酰胺溶液10ml左右，經(jīng)支管3加入已洗凈、烘干的粘度計(jì)的球9中，用洗耳球?qū)⑷芤何量潭染€6以上，然后松開膠皮管，用洗耳球?qū)⑷芤捍迪拢貜?fù)三次，對烏氏粘度計(jì)進(jìn)行清洗。清洗結(jié)束后，將廢液倒入廢液回收瓶中進(jìn)行回收 （5）用量筒量取0.01g/100ml聚丙烯酰胺溶液15ml，經(jīng)支管3加入經(jīng)聚合物溶液潤洗的烏氏粘度計(jì)的球9中，然后將

6、粘度計(jì)固定在30的恒溫槽中，恒溫約10min后，用上述方法測定聚丙烯酰胺溶液的液面流經(jīng)4與6兩刻度間的時間，重復(fù)3-5次，取平均值。（6）全部測定結(jié)束后，將球9的溶液倒出，先后用自來水、蒸餾水洗凈，然后烘干，備下次使用。五.結(jié)果處理計(jì)算各溶液的濃度c及（ 即 ）及 （即）的數(shù)值。 1、以、對c作圖，將直線外推至濃度為 0 處，從兩直線的交點(diǎn)求得。2、由計(jì)算聚丙烯酰胺的粘均分子量。3、用最后一點(diǎn)（溶液濃度最稀的點(diǎn)）的粘度，用一點(diǎn)法求出特性粘數(shù)，并與外推求得的特性粘數(shù)作比較，說明一點(diǎn)法是否適用。 測得數(shù)據(jù)如下表：溶液時間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值（t0，t）1mol/lno3t0（s）71.4071.4971

7、.5671.48pam0.05g/100mlt（s）76.9076.9077.0776.96則故pam的相對分子質(zhì)量為六.思考題1 總結(jié)聚合物分子量的測定方法，并說明各方法的適用范圍。答：聚合物分子量的測定方法有光散射法、滲透壓法、超速離心法、端基分析法、粘度法等，其中粘度法測量范圍最廣。適用范圍如下表所示：方法端基分析膜滲透壓法蒸氣壓法（vpo）沸點(diǎn)上升法冰點(diǎn)下降法光散射 法粘度法超速離心沉降法gpc法適用分子量范圍3104210410631041041041031071031081021061021072 粘度法測定聚合物的分子量時為什么要加硝酸鈉？用其他的鹽可以否？答：因?yàn)榫郾０凡荒苡盟魅軇梢杂名}溶液。在低濃度下，聚電解質(zhì)溶液中高分子鏈互相之間由于帶同重點(diǎn)和相互排斥