试验十五粘度法测定高聚物的相对分子量.PPT

实验十五 粘度法测定高聚物的相对分子量 实验目的 1. 掌握用乌贝路德(Ubbelohde)黏度计测定黏度的原理和方法。 2. 测定多糖聚合物——右旋糖苷的平均相对分子质量。 实验原理 高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。高聚物溶液的黏度η表示溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现，其值一般比纯溶剂黏度η0大得多。纯溶剂黏度η0的物理意义为溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的黏度。相对于纯溶剂，其溶液黏度增加的分数，称为增比黏度ηsp，即 式中ηr称为相对黏度，其物理意义为溶液黏度与纯溶剂黏度的比值。ηr也是整个溶液的行为，ηsp则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。对于高分子溶液，增比黏度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黏度，即ηsp/C称为比浓黏度。 在无限稀释条件下 ，特性黏度［η］可以使用如下表达式 因此我们获得［η］的方法有二种:一种是以ηSP/C对C作图，外推到C→0的截距值；另一种是以lnηr/C对C作图，也外推到C→0的截距值，两根线应会合于一点，这也可校核实验的可靠性。 如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，摩擦就大，表现出的特性黏度也大。特性黏度[?]和分子量之间的经验关系式为: 式中，M为相对平均分子量；K为比例常数；α是与分子形状有关的经验参数。K和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。K值受温度的影响较明显，而α值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5～1之间。K与α的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从黏度法只能测定得［η］。 实验步骤 1. 先用洗液将黏度计洗净，再用自来水、蒸馏水分别冲洗几次，每次都要注意反复流洗毛细管部分，洗好后烘干备用。 2. 调节恒温槽温度至25℃，在黏度计的B管和C管上都套上橡皮管，然后将其垂直放入恒温槽，使水面完全浸没G球。 3. 溶液流出时间的测定 用移液管分别吸取已知浓度的右旋糖苷溶液10mL，由A管注入黏度计中，恒温10min后进行测定。将C管用夹子夹紧使之不通气，在B管用洗耳球将溶液从F球经D球、毛细管、E球抽至G球中部，解去夹子，让C管通大气，此时D球内的溶液即回入F球，使毛细管以上的液体悬空。毛细管以上的液体下落，当液面流经a刻度时，立即按停表开始记时间，当液面降至b刻度时，再按停表，测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间。重复这一操作至少三次，它们间相差不大于0.3s，取三次的平均值为t1。 然后依次由A管用移液管加入2.0、3.0、5.0、10mL蒸馏水，将溶液稀释，使溶液浓度分别为C2、C3、C4、C5，用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t2、t3、t4、t5。应注意每次加入蒸馏水后，要充分混合均匀，并抽洗黏度计的E球和G球，使黏度计内溶液各处的浓度相等。 4. 溶剂流出时间的测定 用蒸馏水洗净黏度计，尤其要反复流洗黏度计的毛细管部分。由A管加入约10mL蒸馏水。用同法测定溶剂流出的时间t0。 实验完毕后，黏度计一定要用蒸馏水洗干净。 数据处理 1 .根据不同浓度的溶液测得的相应流出时间分别计算ηSP，ηr，ηSP/c，ln ηSP/c，并列表。 2. 作ηSP/C-C 及 lnηr/C-C图，并外推到C→0由截距求出［η］。 3. 计算右旋糖苷的相对分子量。 提问思考 1.乌氏黏度计中支管C有什么作用？除去C管后是否仍然可以测黏度？ 2.评价黏度法测定高聚物相对分子质量的优缺点，指出影响准确测定结果的因素。 * * 液体在毛细管黏度计中，因重力作用流出时，可通过公式计算黏度。 式中，t为溶液的流出时间；t0为纯溶剂的流出时间。所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间，从(7)式求得ηr，再由图15.1求得［η］。 *