文档介绍：粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量

一、实验目的
—右旋糖苷的平均相对分子质量;
(Ubbelohde)粘度剂测定粘度的原理和方法。
 
二、实验原理
粘度是指液体对流动所表现的阻力,这种力反抗液体中邻接部分的相对移动,因此可看作是一种内摩擦。图Ⅱ—26—1是液体流动的示意图。当相距为ds的两个液层以不同速度(v和v+dv)移动时,产生的流速梯度为dv/ds。当建立平衡流动时,维持一定流速所需的力(即液体对流动的阻力)f′与液层的接触面积A以及流速梯度dv/ds成正比,即:
f′=η·a·(dv/ds) (Ⅱ—26—1)
               
                                 图Ⅱ—26—1 液体流动示意图
若以f表示单位面积液体的粘滞阻力,f=f′/A,则
f=η·(dv/ds) (Ⅱ—26—2)
(Ⅱ—26—1)式称为牛顿粘度定律表示式,其比例常数η称为粘度系数,简称粘度,单位为Pa·s。
高聚物在稀溶液中的粘度,主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度,记作η0
;此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦,以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。三者之总和表现为溶液的粘度η。在同一温度下,一般来说,η>η0相对于溶剂,其溶液粘度增加的分数,称为增比粘度,记作ηsp,即
               ηsp=(η-η0)/η0 (Ⅱ—26—3)
而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度,记作ηr,即
ηr=(η-η0)(Ⅱ—26—4)
ηr也是整个溶液的粘度行为,ηsp则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应,两者关系为:
ηsp=(η-η0)/1=ηr-1 (Ⅱ—26—5)
对于高分子溶液,增比粘度ηsp往往随溶液的浓度c的增加而增加。为了便于比较,将单位浓度下所显示出的增比浓度,即ηsp/c称为比浓粘度;而lnηr/c 称为比浓对数粘度。ηr和ηsp都是无因次的量。
为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应,必须将溶液浓度无限稀释,使得每个高聚物分子彼此相隔极远,其相互干扰可以忽略不记。这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。这一粘度的极限值记为:
limηsp/c=[η] (Ⅱ—26—6)
[η]被称为特性粘度,其值与浓度无关。实验证明,当聚合物、溶剂和温度确定以后,[η]的数值只与高聚物平均相对分子质量M有关,它们之间的半经验关系可用Mark Houwink方程式表示:
[η]=K?(Ⅱ—26—7)
式中K为比例常数,α是与分子形状有关的经验常数。它们都与温度、聚合物、溶剂性质有关,在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。
K和的数值,α只能通过其它绝对方法确定,例如渗透压法、光散射法等等。粘度法只能测定[η]求算出?。
测定液体年度的方法主要有三类:;
;。
测定高分子的[η]时,用毛细管粘度计最为方便。当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出是遵守泊稷叶(Poiseuille)定律: