粘度法测定高物平均摩尔质量.ppt

实验目的 用粘度法测定聚乙烯醇的平均摩尔质量 掌握测量原理 了解乌氏粘度计特点，掌握其使用方法 实验原理 实验步骤 恒温槽的调节 高聚物溶液粘度的温度系数较大，如果温度控制波动较大，会使液体流出时间的重现性差，或作图线性不好。严格调整恒温槽温度在(30.0±0.1)0C范围内。 数据记录和处理 记录并计算高聚物名称、试样浓度、恒温温度、溶剂、流出时间、平均值、?r、ln?r、ln?r/c、?sp/c。 作?sp/c-c以及ln?/c-c图，外推以c→0求出[?]。 由(4)求出聚丙烯酰胺的平均摩尔质量?M。30°C时，参数? = 3.73×10-4，?=0.66 注意： 液体粘度的温度系数均较大，实验中应严格控制温度的恒定，否则难以获得重现结果。 粘度计系玻璃仪器，在洗涤、安放及使用过程中应仔细，避免损坏。 因高聚物粘度较大，用移液管取样前应用溶液淌洗几次。取样将溶液放入粘度计F球时，应避免试液沿管壁淌下。溶液放完移液管应多滞留一段时间，使移液管中残留液尽可能少，并认真混合溶液使浓度均匀。 实验完毕应立即清洗粘度计及所用移液管，以免高聚物溶液干涸后阻塞毛细管及移液管 注意： 粘度计要保持垂直状态。 在抽溶液时，不得把溶液带入洗耳球内，否则要重作。 不要将洗耳球球内的杂物落在粘度计内，以免毛细管堵塞。 三管粘度计易折，一般只拿较粗的A管。若三管一把抓，一不小心稍用劲，便折断了。在B管或C管上接乳胶管时，应在管的外圈加少许水作润滑剂；此外，两手要近距离操作，作用力要在一直线上。 实验完毕，倒出粘度计内的蒸馏水，去掉B管和C管上的乳胶管，将仪器试剂还原。拔掉恒温装置的电源插头，但不能关继电器上的开关。 思考题 讨论 * 粘度法测定高聚物平均摩尔质量 表1 测定高聚分子量相应的分析方法 104～107 粘度法 104～107 超离心沉降及扩散 104～107 光散射 104～106 渗透压 3×104 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏 3×104 端基分析 高聚分子量(Mr) 分析测定方法 分子量是表征化合物特性的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不齐，一般在103～107之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适用的范围如表1所示。 高聚物的摩尔质量的对其性能有很大的影响，通过摩尔质量的测定可了解高聚物的性能，并控制聚合条件以获得优良产品。 在某一温度下，高聚物溶液的粘度?比纯溶剂的粘度?0大，粘度增加的分数为增比粘度?sp ?r称为相对粘度，是整个溶液的粘度行为。?sp意味着扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅考虑溶剂与溶质分子之间以及溶质分子间的相互作用。?sp随高聚物浓度增加而增大。常用?sp/c，称为比浓粘度 比浓粘度随溶液浓度c变化。当溶液无限稀(c→0)时，溶质分子间内摩擦效应可以忽略不计，只存在溶剂分子与溶质分子间的内摩擦作用，?sp/c趋于固定极限值[?] [?]为特性粘度，可由?sp/c-c图用外推法求出。实验表明 ?sp/c与[?]的关系用经验公式表示为 故作?sp/c-c图，外推后由?sp/c轴上的截距可求[?]。浓度不太大时，经验公式可表示为 ln?/c = [?] + ?[?]2c (3) 这样?sp/c及ln?/c对c作图，得两条直线。这两条直线在纵轴上相交于一点，可求出[?]值。[?]的单位是浓度倒数。[?]与高聚物平均摩尔质量的关系为 [?] = ??M? 其中，?和?为经验方程的两个参数。一定温度，一定的高聚物体系为常数。?M为平均摩尔质量。 同一温度下，对纯溶剂和4～5个不同浓度的溶液进行流出时间的测定后，可计算出相应?r和?sp，再作图外推求出[?]，最后由[?] = ??Mh? （4） 及经验常数?、?求算平均摩尔质量?M。 本实验用毛细管粘度计测定高聚物溶液的粘度。在稀溶液中（浓度小于10g·L-1），溶剂与溶液的密度近似为相等，可得 粘度计的选择和洗涤 使用乌氏粘度计能在粘度计内进行逐步稀释，适合连续测定不同浓度溶液的粘度。由所用溶剂的粘度选择毛细管r与管E体积的大小，使流出时间不少于100s。对于溶剂水，毛细管径为0.57mm，E球体积为4ml。粘度计应用洗液浸泡后，再依次用自来水、蒸馏水冲洗，最后用乙醇淌洗后真空干燥备用。 ①将清洁干净的粘度计B管、C管口导上乳胶管后垂直放入恒温槽中。恒温水面应浸没G球。调节夹粘度计的夹具使粘度计毛细管垂直