PE、PP的相对分子质量的测定及表征.ppt

PE PP相对分子质量的测定及表征 组长 张家烨组员 杨晓 程红成 李定 马检 文殿国 库胜良 教学目标 PE的基本命名及结构 1 化学名称 聚乙烯 2 英文名称 Polyethylene 简称PE 3 品牌号 PE FB 18D045 4 结构式 5 结构单元 CH2 CH2 6 重复结构单元 CH2 CH2 PP的基本命名及结构 1 化学名称 聚丙烯 2 英文名称 Polypropylene 简称 PP 3 分子式 C3H6nCAS 4 品牌号 1330 5 结构式 6 结构单元 CH CH2 CH3 7 重复结构单元 CH CH2 CH3 中密度聚乙烯 双峰树脂密度0 935 0 945 低密度聚乙烯 高压聚乙烯密度0 915 0 925 高密度聚乙烯 低压聚乙烯密度0 950 0 960 PE产品的分类 LDPE MDPE HDPE PP产品的分类 等规聚丙烯 isotaeticPolyProlene 无规聚丙烯 atacticPolyPropylene 间规聚丙烯 syndiotaticPolyPropylene 分类 PE产品的性能 性能 加工性能 一般性能 环境性能 电学性能 力学性能 热学性能 PP产品的性能 性能 PE产品的用途 PP产品的用途 聚丙烯管材 聚丙烯薄膜 聚丙烯树脂 PE产品常用相对分子质量的测定方法 质谱法 小角激光光散射法测重均分子量 Mw 体积排除色谱法 SES 也称凝胶渗透色谱法 GPC 粘度法测相对分子量 粘均分子量M 最常用 粘度法测定PE产品的相对分子质量 一 实验目的1 熟悉并掌握高聚物黏均方法及原理 2 掌握毛细管黏度计的原理并会用其测定聚合物的黏均相对分子质量 3 掌握封闭式毛细管粘度计的使用方法 并会用作图法处理实验数据 二 实验原理1 黏度是液体流动时内摩擦力大小的反映 2 纯溶剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力效应 3 聚合物溶液的黏度是体系中溶剂分子间 溶质分子间及他们相互间内摩擦效应之和 4 增比黏度 sp定义为 sp 0 0 r 1 其中 为聚合物溶液的黏度 0为纯溶剂黏度 r为相对黏度 5 比浓黏度 sp c和比浓对数黏度 ln r c与高分子溶液浓度c的关为 sp c k1 2c ln r c k2 2c其中 为特征黏度 反映了无限稀溶液中溶液分子与高分子间的内摩擦效应 它决定与溶剂的性质和聚合物的形态及大小 粘度法测定PE产品的相对分子质量 6 测三个浓度条件下 sp c直线外推至x 0 截距就是 特征黏度与聚合物摩尔质量的关系为 k M 式中 M 为黏均相对分子质量 k和 是温度 聚合物及溶剂性质有关的常数 本实验采用毛细管 当液体在重力作用下流经毛细管黏度计时 遵守公式 hgr4t 8LV mV 8 Lt式中 为液体黏度 为液体密度 l为毛细管长度 r为毛细管半径 t为体积v的液体流经毛细管的时间 h为流过毛细管液体的平均液柱高度 g为重力加速度 m为动能校正系数 当v r 1时 m 1 对某一给定毛细管黏度计 式可改写为 A t B t式中 当B 1 t 100s时 第二项可以忽略 通常测定在稀溶液中进行 c 1g ml 溶剂与溶液密度近似相等 则有 r 0 t t0式中t和t0分别为溶液和纯溶剂的流出时间 实验中 测出不同浓度下聚合物对应的相应的相对黏度 可求出 sp sp c ln r c 以 sp c或 ln r c对c作图用外推法可求 在已知k 值条件下 可由 K M 计算聚合物黏均相对分子质量 粘度法测定PE产品的相对分子质量 三 仪器与试剂 1 实验仪器 恒温槽 乌式黏度计 10mL吸量管2支 秒表 2 试剂 高纯水 0 5g 100mL聚乙烯 四 实验步骤 1 测定聚合物 聚乙烯 溶液的黏度流出时间t 在黏度计中注入10mL聚合物溶液 测量时 将黏度计沿d管一侧放倒 是计内容也由b球全部进入a球 再顺时针抬起粘度计45角度 使a球顺利流入定体积c球 并注满 多余溶液及液表面气泡由f管流入b球 观察记录液面通过e1 e2刻度线时所用的时间 即为要测得t 再向黏度计原溶液中依次加入5ml水两次 测量其t 平均值 在分别测加入5毫升和10毫升水时的 2 测定水的黏度流入时间t0 用高纯水洗黏度计3次 再向黏度计中注入10ml左右的高纯水 同步骤1测其流出时间t0 3 黏度计最后清洗处理测完后 用蒸馏水清洗黏度计 倒出蒸馏水 加入5ml左右丙酮 萃取管内残余水珠 将计内废液倒入回收瓶中 去开黏度计活塞 侧到放置于实验台上 五 数据处理 乌氏粘度计的认识 常用名词的物理意义 0纯溶剂的粘度 溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度 溶液的粘度 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 r相对粘度 r 0 溶液粘度对溶剂粘度的相对值 sp增比粘度 sp 0 0 0 1 r 1 反映了高分子与高分子之间 纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应 sp C比浓粘度 单位浓度下所显示出的粘度 ln r C比浓对数粘度 使用方法 1 取出乌氏粘度计 按照规定制成一定浓度的溶液 用3号垂熔玻璃漏斗滤过 弃去初滤液 约1ml 2 取续滤液 不得少于7ml 沿洁净 干燥乌氏粘度计的管2内壁注入B中 将粘度计垂直固定于恒温水浴 水浴温度除另有规定外 应为25 0 05 中 并使水浴的液面高于球C 放置15分钟后 3 将管口1 3各接一乳胶管 夹住管口3的胶管 自管口1处抽气 使供试品溶液的液面缓缓升高至球C的中部 先开放管口3 再开放管口1 使供试品溶液在管内自然下落 用秒表准确记录液面自测定线m下降至测定线m处的流出时间 4 重复测定两次 两次测定值相差不得超过0 1秒 取两次的平均值为供试液的流出时间 T 5 取经3号垂熔玻璃漏斗滤过的溶剂同样操作 重复测定两次 两次测定值应相同 为溶剂的流出时间 T 按下式计算特性粘数 1n 特性粘数 C式中 为T T c为供试液的浓度 g ml 计算公式 KM 式上标对于一定的高分子溶剂体系 在一定的温度下 一定的分子量范围内K 常数 随着分子量和温度的增加略有减小 常数 取决于温度和体系的性质 在05 1之间 在 状态时为0 5 一般为0 8 高熔体强度聚丙烯的表征 制备高熔体强度聚丙烯方法较多 要了解其制备反应机理及产物的结构 就必须对产物进行表征 1测定产物的熔体流动速率按 1238标准进行测定 在230 216 负荷下用熔体流动仪测定样品的熔体流动速率 一般熔体流动速率越小 熔体强度越高 32 2测定产物的熔体强度熔体强度表示聚合物熔体能支撑它本身质量的强度 3 可由熔体强度仪直接测定 还可以通过测量聚合物熔垂的方法来反映熔体强度 3 首先将样品在 230 2 下压成薄片 放于恒定温度为 230 2 的熔体强度仪中 测定所需时间 时间越长 变形速率越小 表示熔体强度越高 反之越低 也可采用熔体流动速率来表达熔体强度 单位 3 54 105 2 20 230式中 挤出物直径减少50 时的挤出物长度 0 最初从模口露出的挤出物半径 230 熔体流动率 10 高熔体强度聚丙烯的表征 3测定产物的凝胶含量产物的凝胶含量可通过索式萃取的方法来测定 1 将含01 质量百分比 氢醌的二甲苯进行加热回流48 溶胶部分就溶解了 而凝胶则不能溶解 然后用丙酮沉淀出接枝物 这个过程重复3次 再将凝胶在60 下真空干燥24 再进行测定得凝胶含量 测定凝胶含量的另一种方法 先将样品粉碎 过30目筛 然后包在120目的不锈钢网中 在甲苯溶液中回流12 再真空干燥至恒重 称重 从而得出凝胶含量 21 4测定产物的相对分子质量分布应用 来测定产物的相对分子质量分布 1 33 目前 最简便的方法是采用自动粘度计或小角度激光散射仪作为 的检测器 直接测出接枝聚合物的特性粘度 并得到相对分子质量分布 相对分子质量分布稍 高熔体强度聚丙烯的表征 5测定产物的化学结构及接枝率采用 来测定产物的化学结构 34 先将纯化的样品溶解在氯苯中 然后装在盛有 的盘子上 在60 下真空干燥24 然后放在干燥器中保存 得到样品膜 用于测试 根据谱图中的吸收峰 判断接枝的情况 另一种方法是化学分析法 23 35 36 将接枝产物溶于热甲苯中 加入过量的酸 保持105 110 反应90 然后将反应物沉淀抽滤洗涤 用碱滴定滤液至酚酞终点 计算出接枝率 6测定产物的结晶情况及其他热性能纯化的溶胶在氦气或氮气下用 进行热分析 1 样品从 60 上升到200 在200 下静置3 然后冷却至40 加热 冷却的