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粘度法測定高聚物的相對摩爾質(zhì)量
閱讀：2235發(fā)布時間：2016-9-18
粘度法測定高聚物的相對摩爾質(zhì)量
一、實驗目的：
1、掌握烏氏粘度計測量粘度的原理和方法。
2、掌握粘度法測定聚乙烯分子量的原理、過程和數(shù)據(jù)處理方法。 二、實驗原理：
由于高聚物的分子質(zhì)量大小不一、參差不齊，且沒有一個確定的值，故實驗測定某一高聚物的分子質(zhì)量實際為分子質(zhì)量的平均值，稱為平均分子質(zhì)量（即平均摩爾質(zhì)量）。根據(jù)測定原理和平均值計算方法上的不同，常分為數(shù)均分子質(zhì)量、質(zhì)均分子質(zhì)量、Z均分子質(zhì)量和粘均分子質(zhì)量。
對于同一聚合物，其測得的數(shù)均、質(zhì)均、Ｚ均或粘均分子質(zhì)量在數(shù)值上往往不同。人們常用滲透壓、光散射及超離心沉降平衡等法測得分子質(zhì)量的值。粘度法能測出分子質(zhì)量的相對值，但因其設(shè)備簡單，操作方便，并有很好的實驗精度，故是人們所常用的方法之一。
粘度是液體流動時內(nèi)摩擦力大小的反映。純?nèi)軇┱扯确从沉巳軇┓肿娱g內(nèi)摩擦效應之總和；而高聚物溶液粘度η是高聚物分子之間的內(nèi)摩擦、高聚物分子與溶劑分子間內(nèi)摩擦以及溶劑分子間內(nèi)摩擦三者總和。因此，通常高聚物溶液的粘度η大于純?nèi)軇┱扯??，即η>0?。為了比較這兩種粘度，引入增比粘度的概念，以sp?表示：
sp?=001r??????? (3-1)
式中r?為相對粘度，sp?表示已扣除了溶劑分子間內(nèi)外摩擦效應，只留下溶劑分子與高聚物分子之間、高聚物分子相互間的內(nèi)摩擦效應，其值隨高聚物濃度而變。
Huggins(1941年)和Kraemer（1983年）分別找出sp?/C（稱為比濃粘度）以及l(fā)nr?/C（稱為比濃對數(shù)粘度）與溶液濃度的關(guān)系：
2/[]'[]spCKC????? (3-2) 2ln/[]''[]rCKC????? (3-3)
實驗發(fā)現(xiàn)：對同一高聚物，兩直線方程外推所得截距[]?交于一點；常數(shù)'K為正值，''K一般為負值，且兩者之差約為0.5；[]值是與高聚物分子質(zhì)量有關(guān)的量，并稱之為特征粘度。
0[]lim/spcC (3-4) 0[]limln/rcC (3-5)
可見，[]反映了在無限稀溶液中溶劑分子與高聚物分子間的內(nèi)外摩擦效應，它不僅與溶劑的性質(zhì)，而且與高聚物的形態(tài)和大小有關(guān)。[]的單位是濃度的倒數(shù)，它的數(shù)值隨溶液濃度的表示法不同而異。本實驗的濃度用100mL溶液中所含高聚物分子的克數(shù)作為濃度的單位。常用于描述高聚物分子質(zhì)量與特征粘度的關(guān)系式是Mark經(jīng)驗式：
[]KM （3-6）
式中：M是粘均分子量；K和是與溫度、高聚物及溶劑性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。K值對溫度較敏感，值主要取決于高聚物分子線團在溶劑中的舒展程度。在良性溶劑中，高聚物分子呈線性伸展，與溶劑摩擦機會增加，值變大；反之，在不良溶劑中，值小。值一般在0.5～1之間，而K、的具體數(shù)值只能通過諸如滲透壓、光散射等的方法確定。
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