实验2 稀释粘度法测定聚合物的分子量.pptVIP

实验2 稀释粘度法测定聚合物的分子量 1.1 实验目的 1.牢固地掌握测定聚合物溶液粘度的实验技术。 2.掌握粘度法测定聚合物分子量的基本原理。 1.2 实验内容 测定聚苯乙烯甲苯溶液的特性粘数，并计算所用的聚苯乙烯的平均分子量。 1.3 基础知识 在所有聚合物分子量的测定方法中，粘度法尽管是一种相对的方法，但因其仪器设备简单，操作便利，分子量适用范围大，又有相当好的实验精确度，所以成为人们最常用的实验技术。粘度法除了主要用来测定粘均分子量外，还可用于测定溶液中的大分子尺寸和聚合物的溶度参数等。 线型高分子溶液的基本特性之一是粘度比较大，并且其粘度值与平均分子量有关，因此可利用这一特性测定其分子量。粘度除与分子量有密切关系外，对溶液浓度也有很大的依赖性，故实验中首先要消除浓度对粘度的影响，常以如下两个经验公式表达粘度对浓度的依赖关系： 图2－1 和与c关系图 即是聚合物溶液的特性粘数，它和浓度无关，由此可知，若以和分别对c作图（如图2－1)，则它们外推到截距应重合于一点，其值等于。这也可用来检查实验的可靠性。 当聚合物的化学组成、溶剂、温度确定后，值只和聚合物的分子量有关，常用下式表达这一关系： (5) 式中，K和n为常数，其值和聚合物、溶剂、温度有关，和分子量的范围也有一定的关系。 测定液体粘度的方法主要可分为三类：①液体在毛细管里的流出；②圆球在液体里的落下速度；（3）液体在同轴圆柱体间对转动的影响。在测定聚合物时，以毛细管粘度计最为方便。液体在毛细管粘度计内因重力作用的流动，可用下式表示： 对于有些聚合物溶剂体系，毛细管半径太粗，溶剂流出时间小于100秒；溶剂的比密粘度)太小，必须考虑动能校正。 1.4 实验方法与操作步骤 1、玻璃仪器的洗涤 粘度计先用经砂芯漏斗滤过的水洗涤，把粘度计毛细管上端小球中存在的砂粒等杂质冲掉。抽气下，将粘度计吹干再用新鲜温热的洗液滤入粘度计，洗液充满后用小烧杯盖好，防止尘粒落入。浸泡约2hr后倒出，用滤过自来水洗净，经滤过蒸馏水冲洗三次后，倒挂干燥后待用。其他如容量瓶等也须经无尘洗净干燥。一般盛过聚合物溶液的仪器，应先以溶剂泡洗，洗去聚合物和吹干溶剂等有机物质后，才可用洗液去浸。否则，有机物把洗液中的K2Cr2O7还原，洗液将失效。在用洗液以前，仪器中的水份也必须吹干，不然，水把洗液稀释，去污效果也将大大降低。 2、测定溶剂流出时间 将恒温水浴调节至25(或30)±0.1℃。在粘度计(见图2—2)B、C管上小心地接上医用橡皮管，用铁夹夹好粘度计，放入恒温水浴，使毛细管垂直于水面，并使水面浸没a线上方的球。用移液管从A管注入10mL溶剂(滤过)，恒温10min后，用夹子(或用手)夹住C管橡皮管使不通气，而将接在B管的橡皮管用注射器抽气，使溶剂吸至a线上方的球一半时停止抽气。先把注射器拔下，而后放开C管的夹子，空气进入D球，使毛细管内溶剂和A管下端的球分开。这时水平地注视液面的下降，用停表记下液面流经a和b线的时间，此即为t0。重复三次以上，误差不超过0.2s。取其平均值作为t0。然后将溶剂倒出，粘度计烘干。 3、仪器常数A和B值的确定 订定的方法通常有三种：（1）用两种标准液体在同一温度下分别测其流出时间；（2）用一种标准液体在不同温度下测其流出时间；（3）用一种标准液体在不同外压下(同一温度)测其流出时间。本实验选用第(1)法，标准液体选用甲苯和丙酮，其密度、粘度值已给出。 4、溶液的配制 称取聚苯乙烯0.1800-0.2000g(准确至0.1mg)，小心倒入25ml容量瓶中，加入约20ml甲苯，使其全部溶解。溶解后稍稍摇动，置恒温水浴中恒温，用甲苯稀释到刻度，再经砂芯漏斗滤入另一只25ml无尘干净的容量瓶中，它和无尘的纯甲苯(100ml容量瓶)同时放入恒温水浴待用。配制溶液也可用下法：把样品称于25ml容量瓶中，加10ml溶剂，溶解摇匀，用2号砂芯漏斗滤入另一只同样的容量瓶中，用少量溶剂把第一只容量瓶和漏斗中的聚合物洗至第二只容量瓶中，洗三次，务必洗净，但总体积切勿超过25ml，然后把后一只容量瓶置恒温水浴中，稀释至刻度。 5、溶液流出时间的测定 用移液管吸取10ml溶液注入粘度计，粘度测定如前。测得溶液流出时t1。然后再移入5ml溶剂，这时粘度计内的溶液浓度是原来的2/3，将它混合均匀，并把溶液吸至a线上方的球一半，洗两次，再用同法测定t2。同样操作再加入5、10、10ml溶剂，分别测得t3、t4、t5，并填入下表： 试样：聚苯乙烯，溶剂：甲苯，浓度： ，粘度计号码：i.d 0.5mm，温度：25℃。 1.5 实验结果 多次测定并记录不同浓度的溶剂