实验十二粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量 【目的要求】 1． 了解粘度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和方法； 2． 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法； 3． 测定聚乙烯醇的摩尔质量。 【实验原理】 高聚物是由单体分子经加聚或缩聚过程得到的。在高聚物中，由于聚合度的不同，每个高聚物分子的大小并非都相同，致使高聚物的分子质量大小不一，参差不齐，且没有一个确定的值。因此，高聚物的摩尔质量是一个统计平均值。高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小，而且直接关系到它的物理性能，是一个重要的基本参数。 测定高聚物摩尔质量的方法很多，例如渗透压、光散射及超离心沉降平衡等方法。但是不同方法所得平均摩尔质量也有所不同，比较起来，粘度法设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，是常用的方法之一。用此法求得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。 粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。高聚物溶液的特点是粘度特别大，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦力，粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数（简称粘度）来表示。纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力，高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力及溶剂分子间内摩擦力三者之和。在相同温度下，通常高聚物溶液的粘度大于纯溶剂粘度0 ，即：﹥0 。为了比较这两种粘度，引入增比粘度的概念，以sp 表示 100rsp （13.1） 式中，r 称为相对粘度，定义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值，即 0 r （13.2） r 反映的也是粘度行为，而sp 则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应。 高聚物的增比粘度sp 往往随质量浓度c 的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度所显示的增比粘度csp称为比浓粘度，而clnr称为比浓对数粘度。当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们之间的相互作用可以忽略， 此时有关系式  clnlimclimrcspc00 （13.3） 式中，  称为特性粘度，它反映的是高分子与溶剂分子之间的内摩擦，其数值取决于溶剂的性质以及高聚物分子的大小和形态。由于r 和sp均是无因次量，所以  的单位是浓度c 单位的倒数。 图 II-13-1 c~cηsp和c~clnηr图 1 c~cηsp；2 c~clnηr 1 2 在足够稀的高聚物溶液里，csp与c 、clnr...