实验20粘度法测定聚合物的分子量

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 ...