聚合物分子量的测定——粘度法

1、中国石油大学化学原理II实验报告实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 聚合物分子量的测定黏度法一实验目的学会一种测定分子量的方法二实验原理由于聚合物具有多分散性，所以聚合物的分子量是一个平均值。有许多测定分子量的方法（如光散射法、渗透压法、超速离心法、端基分析法等），但简单、而使用范围又广的是粘度法。由粘度法测得的聚合物的分子量叫粘均分子量，以“”表示。粘度法又分多点法和一点法：1、多点法 多点法测定聚合物粘均分子量的计算依据是： （7-1）式中: 特性粘数；k,-与温度和溶剂有关的常数； -聚合物的粘均分子质量；若设溶剂的粘度为0,聚合物溶液浓度为 c(100mL 所

2、含聚合物的克数表示)时的粘度为，则聚合物溶液粘度与浓度间有如下关系： （7-2） （7-3）以SP /c, Inr/c 对 c 作图，外推直线至 c 为 0（参考图 71）求 ，即、 （7-4）图7-1 特性粘数的求法由于 k、是与温度、溶剂有关的常数，所以对一定温度和特定的溶剂，k、有确定的数值。例如，30时，以 1mol/L 硝酸钠溶液作溶剂，用粘度法测定聚丙烯酰胺粘均分子量的经验式可表示如下： （7-5）即： =1.40*1053/2 （7-6）因此，只要测定不同浓度下聚合物溶液的粘度，即可通过上述的数据处理，求出聚合物的粘均分子量。2、单点法对低浓度的聚合物溶液，其特性粘数可由下式计算

3、: （7-7）实验时，只要测定一个低浓度的聚合物溶液的相对粘度，即可由式 77 求得所测试样的特性粘数。本实验采用如图 7-2 所示的乌氏粘度计测定聚合物溶液在不同浓度下的粘度。 这种粘度计的具体用法参考下述步骤。图 7-2 乌氏粘度计1，2，3支管；5，8，9玻璃管；4，6刻度；7毛细管三.仪器与药品1仪器 乌氏粘度计，玻璃恒温水浴装置一套，秒表，吸耳球，量筒，等。 2 药品 0.01g/100mL聚丙烯酰胺溶液，1mol/L硝酸钠溶液，蒸馏水。四.实验步骤（1）打开温度控制仪电源，将温度设为30。调节电动搅拌机调速开关，使搅拌机以适当的速度匀速转动，使玻璃缸中各处的水温均匀。（2）玻璃缸中

4、水的温度升至30后，将乌氏粘度计固定在铁架台夹子上，使粘度计上端玻璃球浸没在水中。调整乌氏粘度计，使其在水中垂直。注意，在调整过程中，不要使乌氏粘度计碰到搅拌棒或者玻璃缸壁，以免破碎。（3）用量筒量取1mol/L硝酸钠溶液15mL，由支管3加到已洗净、烘干的粘度计的球9中，然后将粘度计在已调至30的玻璃缸中，恒温约10min，即可按下述方法测定：先用左手的拇指和中指将粘度计的支管1捏住，用食指将支管1的管口堵住；然后用洗耳球从支管2的管口将溶液吸至刻度4以上的粗直径部分，在将食指松开的同时将洗耳球从管口移开，这时球8 中的溶液因支管1通大气即迅速流回球9，而支管2中的刻度4以上的溶液则通过毛细

5、管7慢慢流回球9，用秒表测定溶液液面经过刻度4与6所需要的时间；重复3-5次，取平均值，作为1mol/L 硝酸钠溶液的液面流经粘度计4与6两刻度的时间t0；测定后，将粘度计的溶液倒出回收，先后用自来水、蒸馏水洗净，然后烘干、备用。（4）用量筒量取0.01g/100mL聚丙烯酰胺溶液10mL左右，经支管3加入已洗净、烘干的粘度计的球9中，用洗耳球将溶液吸至刻度线6以上，然后松开胶皮管，用洗耳球将溶液吹下，重复三次，对乌氏粘度计进行清洗。清洗结束后，将废液倒入废液回收瓶中进行回收 （5）用量筒量取0.01g/100mL聚丙烯酰胺溶液15mL，经支管3加入经聚合物溶液润洗的乌氏粘度计的球9中，然后将

6、粘度计固定在30的恒温槽中，恒温约10min后，用上述方法测定聚丙烯酰胺溶液的液面流经4与6两刻度间的时间，重复3-5次，取平均值。（6）全部测定结束后，将球9的溶液倒出，先后用自来水、蒸馏水洗净，然后烘干，备下次使用。五.结果处理计算各溶液的浓度c及（ 即 ）及 （即）的数值。 1、以、对c作图，将直线外推至浓度为 0 处，从两直线的交点求得。2、由计算聚丙烯酰胺的粘均分子量。3、用最后一点（溶液浓度最稀的点）的粘度，用一点法求出特性粘数，并与外推求得的特性粘数作比较，说明一点法是否适用。 测得数据如下表：溶液时间实验数据平均值（t0，t）1mol/LNO3t0（s）71.4071.4971

7、.5671.48PAM0.05g/100mlt（s）76.9076.9077.0776.96则故PAM的相对分子质量为六.思考题1 总结聚合物分子量的测定方法，并说明各方法的适用范围。答：聚合物分子量的测定方法有光散射法、渗透压法、超速离心法、端基分析法、粘度法等，其中粘度法测量范围最广。适用范围如下表所示：方法端基分析膜渗透压法蒸气压法（VPO）沸点上升法冰点下降法光散射 法粘度法超速离心沉降法GPC法适用分子量范围3104210410631041041041031071031081021061021072 粘度法测定聚合物的分子量时为什么要加硝酸钠？用其他的盐可以否？答：因为聚丙烯酰胺不能用水作溶剂，可以用盐溶液。在低浓度下，聚电解质溶液中高分子链互相之间由于带同重点和相互排斥