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粘度法测定水溶性高聚物的相对分子量
学院（系、部）：化学与环境工程 实验课程名称 ： 物理化学实验 班 级 名 称 ： 12 应 化 1 W 学 生 姓 名 ： 邹超 学 生 学 号 ： 12331114 指 导 老 师 ： 陈 老 师 实 验 时 间 ： 2014.1.6
目录
一.目的要求……………………………………………….3. 二.基本原理..........................................................................3 三.仪器 试剂..................................5 四.实验步骤 …………………………………………… 5
五.数据处理 ………………………………………………6 Ⅵ.评注启示 ……………………………………………… Ⅶ.提问思考 ……………………………………………… Ⅷ.注意……………………………………………………
Ⅸ.参考文献……………………………………………….
内容提要 引言分子量是高聚物的最基础数据,在了解聚合作用的进度和叙述聚合物成品的规范时,都须要测定分子量。高聚物的分子量很大,一般地说,在10~3—10~7的范围内。目前用以测定这些分子量的实验方法,大都是利用高分子在溶液里的性质来实现的。
关键词 粘度 高聚物 相对分子量 外推法
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粘度法测定高聚物的相对摩尔质量
一、实验目的：
1、掌握乌氏粘度计测量粘度的原理和方法。
2、掌握粘度法测定聚乙烯分子量的原理、过程和数据处理方法。
二、实验原理：
由于高聚物的分子质量大小不一、参差不齐，且没有一个确定的值，故实验测定某一高聚物的分子质量实际为分子质量的平均值，称为平均分子质量（即平均摩尔质量）。根据测定原理和平均值计算方法上的不同，常分为数均分子质量、质均分子质量、Z均分子质量和粘均分子质量。
对于同一聚合物，其测得的数均、质均、Ｚ均或粘均分子质量在数值上往往不同。人们常用渗透压、光散射及超离心沉降平衡等法测得分子质量的绝对值。粘度法能测出分子质量的相对值，但因其设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，故是人们所常用的方法之一。
粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。纯溶剂粘度反映了溶剂分子间内摩擦效应之总和；而高聚物溶液粘度η是高聚物分子之间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间内摩擦以及溶剂分子间内摩擦三者总和。因此，通常高聚物溶液的粘度η大于纯溶剂粘度?0，即η>?0。为了比较这两种粘度，引入增比粘度的概念，以?sp表示：
?sp=
???0??r?1 (1-1) ?0式中?r为相对粘度，?sp表示已扣除了溶剂分子间内外摩擦效应，只留下溶剂分子与高聚物分子之间、高聚物分子相互间的内摩擦效应，其值随高聚物浓度而变。
Huggins(1941年)和Kraemer（1983年）分别找出?sp/C（称为比浓粘度）以及ln?r/C（称为比浓对数粘度）与溶液浓度的关系：
?sp/C?[?]?K'[?]2C (1-2) ln?r/C?[?]?K''[?]2C (1-3)
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实验发现：对同一高聚物，两直线方程外推所得截距[?]交于一点；常数K'为正值，K''一般为负值，且两者之差约为0.5；[?]值是与高聚物分子质量有关的量，并称之为特征粘度。
c?0[?]?lim?sp/C （1-4)
[?]?limln?r/C (1-5)
c?0可见，[?]反映了在无限稀溶液中溶剂分子与高聚物分子间的内外摩擦效应，它不仅与溶剂的性质，而且与高聚物的形态和大小有关。
[?]的单位是浓度的倒数，它的数值随溶液浓度的表示法不同而异。本实验
的浓度用100mL溶液中所含高聚物分子的克数作为浓度的单位。
常用于描述高聚物分子质量与特征粘度的关系式是Mark经验式：
? [?]?KM? （1-6）
?式中：M?是粘均分子量；K和?是与温度、高聚物及溶剂性质有关的常数。
K值对温度较敏感，?值主要取决于高聚物分子线团在溶剂中的舒展程度。在良性溶剂中，高聚物分子呈线性伸展，与溶剂摩擦机会增加，?值变大；反之，在不良溶剂中，?值小。?值一般在0.5～1之间，而K、?的具体数值只能通过诸如渗透压、光散射等的绝对方法确定，现将常用的几种高聚物——溶剂体系的数值列于下表。
K×104 2.0 6.66 1.23 3.70 0.38 高聚物 聚乙烯醇 溶剂 水 水 苯 甲苯 苯 T/K 298.2 303.2 293.2 298.2 298.2 ? 0.76 0.64 0.72 0.62 0.79 聚苯乙烯 聚甲基丙 烯酸甲酯 因在良性溶剂中，温度对[?]的影响不很显著，因此，如果测定时的温度与上表指定的温度有所不同，K和?值亦可近似适用。
至此可知：高聚物的相对摩尔质量的测定最后归结为溶液特征粘度[?]的测
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