文档介绍：粘度法测定水溶性高聚物粘均摩尔质量实验报告化51刘晓惠 2005011837 同组实验人:韦冰心实验日期: 2008-5-2 8交报告日期: 2008- 6-4 带实验老师:麻英 实验目的掌握粘度法测定聚合物摩尔质量的基本原理; 测定聚乙烯基吡咯烷酮的粘均摩尔质量。 实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。高聚物的摩尔质量具有以下特点:一是摩尔质量一般在 10 3~ 10 7 之间,比低分子大的多,二是除了几种有限蛋白质高分子以外,无论是天然还是合成的高聚物,摩尔质量都是不均一的,也就是说高聚物的摩尔质量只有统计意义。高聚物溶液由于其分子链长度远大于溶剂分子,液体分子有流动或有相对运动时,会产生内摩擦阻力。内摩擦阻力越大,表现出来的粘度就越大,而且与聚合物的结构、溶液浓度、溶剂性质、温度以及压力等因素有关。聚合物溶液粘度的变化,一般采用下列有关的粘度量进行描述。(1) 粘度比( 相对粘度)用r?表示。如果纯溶剂的粘度为 0?, 相同温度下溶液的粘度为?,则r0= ???(1- 1) (2) 粘度相对增量(增比粘度)用 sp?表示。是相对于溶剂来说,溶液粘度增加的分数 0 sp r 0- = = -1 ??? ??(1- 2) sp?与溶液浓度有关,一般随质量浓度 C 的增加而增加。(3) 粘数( 比浓粘度) 对高分子聚合物溶液, 粘度相对增量往往随溶液浓度的增加而增大, 因此常用其与浓度 C 之比来表示溶液的粘度,称为粘数,即 spr -1= c c ??(1- 3) (4) 对数粘数(比浓对数粘度)是粘度比的自然对数与浓度之比,即 sp r ln(1+ ) ln= c c ??(1- 4) 单位为浓度的倒数,常用 ml/g 表示。(5 )极限粘度( 特性粘度) 定义为粘数 spc?/ 或对数粘数 r ln c ?/ 在无限稀释时的外推值,用[?]表示,即 spr c 0 c 0 ln lim lim c c ???? ?[]== (1-5) [?]称为极限粘数,又称特性粘数,其值与浓度无关,量纲是浓度的倒数。实验证明, 对于指定的聚合物在给定的溶剂和温度下,[?] 的数值仅由试样的粘均摩尔质量 M ??所决定。[?]与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用带有两个参数的 Mark — Houwink 经验方程式来表示:即[ ] K M ???? ?(1-6) 式中: K ――比例常数; ?――扩张因子,与溶液中聚合物分子的形态有关; M ?――粘均摩尔质量对于指定的聚合物在给定温度和溶剂时, k、?应是常数,其中 k 称为哈金斯( Huggins )常数。它表示溶液中聚合物之间和聚合物与溶剂分子之间的相互作用, k 值一般说来对摩尔质量并不敏感。用 r ln c ?/ 对c 的图外推和用 spc?/ 对c 的图外推得到共同的截距[ ?] ,如图 1 所示: 图1 外推法求[?] 由此可见,用粘度法测定高聚物摩尔质量,关键在于[?]的求得。测定粘度的方法很多, 如:落球法、旋转法、毛细管法等。最方便的方法是用毛细管粘度计测定溶液的粘度比。常用的粘度计有乌氏( Ubbelchde ) 粘度计, 如图 2 所示, 其特点是溶液