1、膆粘度法测高聚物的相对分子量莇一、实验目的肃 1、测定聚丙烯酰胺的相对分子质量；膂 2、掌握乌贝路德粘度计测定高聚物的基本原理和方法。羇 二、基本原理膄高聚物稀溶液的粘度，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 0；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。 三者只和表现为溶液的粘度 。在统一温度下，一般来说 0。相对于溶剂，其溶液的粘度增加的分数，称为增比粘度，记作 sp，即膁0sp0蚁而溶液的粘度与纯溶剂粘度的比值成为相对粘度，记作r， r也是整个溶液的粘度行为， sp 则意味着已扣除了溶剂分子之间的内
2、摩擦效应。二者关系为蚇1 r 1sp0膅对于高分子溶液， 增比粘度 sp 往往随溶液的浓度c 增加而增加。 为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比粘度，即sp/c 称为比浓黏度；而r/c 称为比浓对数粘度。 sp 和 r都是物因次的量。薄为了进一步消除高聚物分子间的内摩擦效应，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计。 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。这一粘度的极限值即为sp肀 limc0c蒇 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， 的数值只与高聚物平均相对分子质量M 有关，它们之间的
3、半经验公式可以用Mark Houwink 方程式表示：芇 K M蚂式中 K 为比例常数， 是与分子形状有关的经验常数。它们都与温度、聚合物和溶剂性质有关， 在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。蒀本实验采用方便快捷的乌贝路德粘度计对溶液粘度进行测定。 根据所得数据，采用外推法以得出溶液粘度。膈三、仪器与试剂肄 乌氏粘度计、恒温水浴、移液管（ 2mL ，5mL ，10mL）、秒表、真空泵、夹子、铁架台、洗耳球羅 1mol/L NaNO3 溶液、聚丙烯酰胺、蒸馏水衿 四、实验步骤袈 1、粘度计的洗涤肅将蒸馏水注入黏度计中，用真空泵反复抽滤毛细管使蒸馏水反复流过毛细管部分，直至洗净。膃 2、
4、溶剂流出时间 t0 的测定荿将恒温水浴调温至300.1，先在黏度计的 C 管和 B 管上端套上干燥洁净的橡皮管，在铁架台上调好黏度计的垂直度和高度， 然后将黏度计安放在恒温水浴中。从 A 管加入 15.00mL 1mol/L 的 NaNO3 溶液，并用夹子夹住 C 管上的橡皮管下端，使其不通大气。在 B 管的橡皮管口用洗耳球将水从 F 球经较小球、毛细球等抽至刻度 a 上方的球中部， 取下洗耳球， 同时松开 C 管上的夹子，使其通大气。此时溶液顺毛细管流下， 当液面流经刻度 a 线处时，立即按下秒表开始计时，至 b 刻度时停止计时，记下液体流经a， b 之间所需要的时间。重复测定3 次，偏差应
5、小于 0.2s，取其平均值，即为t0 值。虿 3、溶液流出时间的测定膇取出粘度计，倾去其中的溶液， 同上法调节好粘度计， 用移液管吸取 10.00mL 聚丙烯酰胺溶液及 5.00mL NaNO3 溶液，用洗耳球打气的方法将溶液在 F 球中充分混匀，然后将溶液抽洗粘度计的毛细管等部分， 使粘度计内各处溶液的浓度相等。同上法测定溶液的流出时间t 值。然后依次分别小心的再往里加入2.0，2.0，2.0，2.0mL NaNO3 溶液稀释原浓度溶液。分别测定各次稀释液的流出时间t。芁肂荿五、实验结果羄 1、数据记录与处理薄经实验，将实验各项数据即处理结果记录如下：蒁腿浓度肆螂 t袁 t2/s蚆 t3/s
6、肇t平/s肄 莀 ln 莆 袄 膃1/srrspsp/cc(g/mL)ln r/c014.0613.9414.0814.03蝿 c0c10.00666716.0416.0215.9115.991.1400.14020.9965.1421.140c20.00588215.6615.6615.5515.621.1140.11419.3515.2441.114c30.00526315.3915.4615.4615.441.1010.10119.0995.3431.101c40.00476215.0815.1415.1315.121.0780.07816.3195.4221.078c50.004348
7、14.9114.9414.8214.891.0620.06214.1565.4981.062由上表数据结合前述公式绘得相关曲线如下图：25.00020.000y = 2793.7x + 2.94215.000sp/cln( r/c)10.000线性 ( sp/c)线性 (ln(r/c)5.000y = -153.55x + 6.15630.00000.0010.0020.0030.0040.0050.0060.007已知K M，其中 K=3.75 10-2L3-1，=0.66。Kg联立两直线方程得交点处x=0.001091，将 x 代入方程即得 y=5.989927，即 =5.989927，将
8、该值连同 K 和 带入公式求得 M=2180，即聚丙烯酰胺的平均分子量为 2180。2、结果分析与讨论高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一， 不同分子量的高聚物性能差异很大，不同用途、 不同材料对相对分子量的要求是不同的。 测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。粘度计示意图中， A 管是装液体的； B 管是主件，用来做流动的，从而测得定向距离的流动时间； C 管用来连通空气， 使 B 管里的液体成为悬浮的， 这样是减少湍流，让液体沿壁自由流动，从而精确度更高。 C 管的作用是形成气承悬液柱。不能去除 C 管改为双管粘度计，因为没有了 C 管，就成了连通器
9、，不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样， 这样在测定液体流出时间时就不能处在相同的条件之下，因而没有可比性。只有形成了气承悬液柱， 使流出液体上下方均处在大气环境下，测定的数据才具有可比性。粘度法测定高聚物相对分子质量，具有操作简便，测量精确等优点，但也有一定的局限。粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种经验方程来计算分子量， 只适用于各种分子量的范围。局限性在于不同的分子量范围有不同的经验方程。影响准确测定的因素有温度、溶液浓度、搅拌速度、粘度计的垂直度等，因此实验时要注意操作及实验条件控制。以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。 , .For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f r den pers?nlichen f r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales.
