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实验20粘度法测定聚合物的分子量

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实验 2 0 粘度法测定聚合物的分子量 一、试验目的 1. 了解粘度法测定聚合物平均分子量的原理。 2. 掌握粘度法测定的实验技术和数据处理方法。 3. 掌握一点法测定聚乙烯醇分子量的方法。 二、实验原理 本实验采用乌氏粘度计测定聚乙烯醇稀水溶液的粘度,进而求出聚乙烯醇试样的分子量,对于浓溶液与聚合物的熔体粘度行为,因为很难找出准确的分子量,在此不作讨论。 某一溶剂在一定的温度下溶入聚合物,其粘度大大增加,而粘度的增加与聚合物的分子量有密切关系,从而利用这个性质在适当的条件下测定聚合物的分子量。试验证明,许多聚合物溶液不是理想溶液,称为非牛顿流体,其流动规律不服从牛顿流体规律,但对于一般柔性链聚合物在切变速度较低且分子量适中时,其稀溶液可按牛顿流体处理。聚合物稀溶液的粘度主要反应了三种内摩擦: ○1 溶剂间流动时产生的内摩擦 ○2 高分子间的内摩擦 ○3 高分子与溶剂间的内摩擦 这三者的总和表现为聚合物稀溶液的粘度,记为 η1,而由溶剂表现的粘度即纯溶剂粘度为 η0。特性粘数[η ]是几种粘度中最重要的一种粘度,其数学式为: lnlimlim[ ]00sprCCCC  (20-1) 它为无限稀释的高分子溶液的比浓粘度,这时溶液所呈现的粘度行为主要反映了高分子与溶剂间的内摩擦。特性粘度已不再与溶液的浓度有关,它表示单个分子对溶液粘度的贡献。 外推法求特性粘度[ ] 是较常用的方法,即在各种不同的浓度下求得sp或r ,然后作Csp—C图或Crln—C图再外推到0C 时其截距即为[ ] 。 测得特性粘度之后,即可用下式求得分子量: [ ]KM   (20-2) 式中:M为聚合物的平均分子量;[ ] 为特性粘度,其单位是浓度的倒数; 为与溶液中聚合物分子形态有关的指数项。K和 是两个常数,其数值可以从有关手册查到,查找时要注意这两个常数的测定条件,如使用的温度、溶剂、适用的分子量范围、单位以及校正方法。 但通常用“外推法”测定特性粘度[ ] 要求至少有四个不同浓度的溶液,这样操作比较麻烦。目前有一种近似的方法,叫“一点法”,只要配制一种浓度的溶液就可求得[ ] 。使用“一点法”通常有两种途径:一是求出与分子量无关的参数,然后用 Maron公式推算出特性粘度;二是直接用公式计算: 2(ln)[ ]sprC (20-3) 式中:C――溶液浓度 g/100ml sp--增比粘度 r ――相对粘度 [ ] ――特性粘度 ...

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