黏度法测定聚苯乙烯的分子量.pdfVIP

实验 8 黏度法测定聚苯乙烯的分子量 分子量是表征聚合物结构的重要参数，分子量大小和分布一方面可以为研究聚合反应机 理和动力学提供必要的信息，另一方面可以了解聚合物材料的力学性能、流动性能，从而为 聚合物的成型加工和应用提供基础数据。目前已有许多测量聚合物分子量的方法，在各种分 子量测定方法中，黏度法测定聚合物分子量以其仪器和方法简单、操作方便、分子量适用范 围广以及较好的实验精度受到欢迎，成为目前最常用的分子量测定技术。 一、实验目的 1 ）掌握黏度法测定聚合物分子量的基本原理和实验技术； 2 ）测定不同分子量聚苯乙烯样品的黏均分子量； 3 ）建立苯乙烯自由基聚合过程中引发剂用量、链转移剂用量与聚苯乙烯分子量之间的 关系。 二、实验原理 1 ．黏度法测定分子量原理 聚合物分子量与其溶液黏度的关系由 Mark-Houwink 方程给出： [η]=kM α (1) 式中， [η]是聚合物溶液的特性黏度，k 、α是与聚合物种类、温度、溶剂以及分子量 范围有关的常数。当 k 、α 已知后，从聚合物溶液的特性黏度[η]就可以计算出聚合物的分 子量。而求取聚合物溶液的特性黏度则需要借助于 Huggins 方程和 Kraemer 方程： Huggins 方程 η c η k[η] c[+] 2 (2) sp Kraemer 方程 lnη c [η] 2 = － [ ] c (3) r βη η η η 式中： = 为聚合物溶液的相对黏度， = -1 为聚合物溶液的增比黏度，c 为 r η0 ηsp r 溶液浓度。η是聚合物溶液的黏度，η 是纯溶剂的黏度。以η c 或 lnη c 分别对 c 作图 0 sp r 可得两条直线，将直线外推至 c →0 ，两条直线将交于纵坐标上一点,其截距即为 [η] [η]= lim ηsp （4 ） c→0 c 2 ．黏度测定原理 聚合物溶液在毛细管黏度计中因重力作用而流动时其黏度表示为： η= πhgR4 ρt/8lv －m ρv/8πLt (5) 式中：h 为平均液柱高，ρ是溶液密度，g 为重力加速度，t 是一定体积的溶液流过毛细 管粘度计的时间，m 是与毛细管两端液体流动有关的常数，R 是毛细管的半径，L 是毛细管 的长度。上式中右边第一项是指重力消耗于克服液体的粘滞阻力，第二项是指重力能的一部 分转换为液体流动时获得的动能。即“动能修正项”。 4 令 A= πhgR /8lv B=mv/8 πl A 和 B 均为仪器常数，（5 ）式中可简化为 η ρ Aρ-B/t （6 ） 如果溶液从毛细管中流出的时间大于 100s,