粘度法测定水溶性高聚物相对分子量

实验:黏度法测定水溶性高聚物相对分子量

一、目的要求

1. 测定聚乙二醇的平均相对分子量 2. 掌握乌氏黏度计的原理及使用方法 3. 了解溶剂、温度、浓度对黏度的影响 二、基本原理

黏度是指液体对流动所表现的助力，这种助力反抗液体相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。

相距为ds的两液层以不同速度（v和v?dv）移动时，产生的流速梯度为dvds。建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力f与液层的接触面积A以及流速梯度dvds成正比：

/dvf???A?

ds/若以f表示单位面积的阻力，则

dvf???ds pa?s。上式称为牛顿黏度定律表示式，比例系数?称为黏度系数，简称黏度，单位：

溶液黏度的各种定义及表达式：

相对黏度：?r????0???r?1 （?0为溶剂黏度） 增比黏度：?sp??0?0ln?rln?1??sp?? 比浓对数黏度： CCln?r

C?0C比浓黏度：?spC??r?1C特性黏度：????lim?spCC?0?lim 1

???的数值与高聚物平均相对分子质量M之间的半经验麦克非线性方程：

????K?M? 聚乙二醇水溶液在35℃时，K?16.6?10?3L?Kg，??0.82 在毛细管黏度计中，液体在重力的作用下流动符合泊肃叶定律：

??hgr4tV??m?8lV8?lt

对同一支黏度计而言，令 ???hgr48lV，??mV， 8?l则上式可改写为：

????t? ?t式中?1，当t100s时，等式右边第二项可省略，则

????t， 对于溶剂：0??t0

?0?设溶液的密度?与溶剂的密度?0近似相等，由两式可得

?t?r???0t0 这样，通过分别测定溶液和溶剂的流出时间t和t0，就可求出?r。进而分别求出

?sp、?spC、

ln?rC

?spln?r的值。配制不同浓度溶液分别进行测定，分别作

CCC和

用外推法得到???，然后代入C两条直线，

????K?M?，即可求出M。

2

?spC或ln?rC?spCln?rCC图1 外推法求[η]值?spC、

ln?r与浓度之间经验关系式： C

?spC?????k???C

2ln?r2?????????C C564636三、实验步骤

?3聚乙二醇原始配制浓度为：C0?0.02kg?dm，要求测定纯水及C0、C0、C0、C0、

2C0不同浓度溶液的流出时间t，流出时间t取三次测量的平均值。 61.测定不同浓度溶液的流处时间

?10ml恒温?2.0ml混匀恒温?3.0ml混匀恒温干净乌氏黏度计??????测定t??????测定t??????测定t0.02M聚乙二醇H2OH2O??????测定t??????测定t2.测定蒸馏水的流出时间

?10ml恒温洗净乌氏黏度计?????测定t0 H2O?5.0ml混匀恒温H2O?10ml混匀恒温H2O

四、数据处理

1、根据实验对不同浓度的溶液测得的相应流出时间计算?r、?sp、?sp/c和ln?r/c。 2、用?sp/c对浓度c作图，得一直线，外推至c=0处，求出???。 3、将???值代入

????K?M?式，计算M。

? 3

4、35℃时，聚乙二醇水溶液的参数 K?16.6?10?3L?Kg，??0.82。

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