粘度法测定不同牌号的聚乙烯醇的相对分子质量实验报告

1、实验日期 2015.3.13 成绩 同组人 （2）、（3）、（4）、（5）、（6）闽南师范大学应用化学专业实验报告题目：粘度法测定不同牌号的聚乙烯醇的相对分子质量应化 B1组0 前言实验目的：1、测定不同牌号的聚乙烯醇的相对平均分子质量。 2、掌握用乌氏粘度计测定溶液的原理和方法。实验原理：在高聚物的研究中，相对分子质量是一个不可缺少的重要数据。因为它不仅反映了高聚物分子的大小，并且直接关系到高聚物的物理性能。但与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是相对分子质量不等的混合物，因此通常测得的相对分子质量是一个平均值。高聚物相对分子质量的测定方法很多，比较起来，粘度法设备简单，操作方便，并

2、有很好的实验精度，是常用的方法之一。又由于稀溶液的密度与溶剂密度近似相等,在这些近似条件下,可将相对粘度r 写成:增比粘度为: 特性粘数值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。聚合物溶液特性粘数与聚合物分子量的关系 以往大量的实验证明，对于给定聚合物在给定的溶剂和温度下，特性粘数的数值仅由给定聚合物的分子量所决定，与给定聚合物的粘均分子量Mh的关系可以由Mark-Houwink方程表示：其中：K 比例常数； 扩张因子，与溶液中聚合物分子链的形态有关；Mh 粘均分子量。K、与温度、聚合物种类和溶剂性质有关，K值受温度的影响较明显，而值主要取决于聚合物分子链线团在溶剂中舒展的程度，一般介于0.51.0之间

3、。在一定温度时，对给定的聚合物-溶剂体系，一定的分子量范围内K、为一常数，只与分子量大小有关。K、值可从有关手册中查到，或采用几个标准试样由上式进行确定，标准试样的分子量由绝对方法（如渗透压和光散射法等）确定。如聚乙烯醇的水溶液在25时，=0.76，K=0.02 mL/g；在30时，=0.64，K=0.0666mL/g。1聚合物溶液粘度与溶液浓度间的关系 在一定温度下，聚合物溶液粘度对浓度有一定依赖关系。描述溶液粘度的浓度依赖性的公式很多，而应用较多的有：哈金斯（Huggins）方程 以及克拉默（Kraemer）方程 对于给定的聚合物在给定温度和溶剂时，k、应是常数，其中k称为哈金斯（Hugg

4、ins）常数。它表示溶液中聚合物分子链线团间、聚合物分子链线团与溶剂分子间的相互作用，k值一般说来对分子量并不敏感。对于线形柔性链聚合物-良溶剂体系，k=0.30.4，k+=0.5。用1nr/c对c的图外推和用sp/c对c的图外推可得到共同的截矩-特性粘度，如图1所示.图1. 1nr/c和sp/c对c作图上述作图求特性粘度的方法称为稀释法或外推法，结果较为可靠。但在实际工作中，往往由于试样少，或要测定大量同品种的试样，由于实验中存在一定误差，交点可能在前，也可能在后，也有可能两者不相交，出现这种情况，就以sp/C对C作图求出。1 实验方案1.1 实验材料实验仪器：SYP-3型恒温水浴；乌氏粘度

5、计；10mL移液管3支；秒表一只；洗耳球一个；止水夹2个；乳胶管2个。实验试剂：正丁醇（A.R.）；聚乙烯醇；去离子水。1.2 实验流程与步骤实验步骤：（1） 打开恒温槽，设定温度为30.00.01。将乌氏粘度计（如图2）在恒温槽中恒温10min（注意垂直放置）。（2） 溶液流出时间测定 在C,B管上均套上，将粘度计垂直放入恒温槽内，使G球完全浸入水浴中。用移液管取10mL聚乙烯醇水溶液（5.000g/L），由A管加入粘度计内，由B管口滴入2滴正丁醇以消泡。恒温10min。用止水夹夹紧C管乳胶管，使C管不透气，用洗耳球在B管的上端吸气，将水从F球经D球、毛细管、E球抽至G球一半处；松开C管上夹

6、子，使其通气，此时D球内溶液回入F球，使毛细管以上的液体悬空；毛细管以上的液体下落，当凹液面最低处流经刻度a线时，立刻按下秒表开始计时，至b处则停止计时。记下液体流经a、b之间所需的时间。重复测定三次，偏差小于0.4s，取平均值，即为t1值。（3） 不同浓度溶液流出时间的测定 向粘度计中依次加入4.00，4.00，4.00，4.00mL去离子水，补加的水不能超过D球，用上述方法分别测量不同浓度时粘度计垂直放置的t值。每次稀释后用洗耳球将液体混匀2min，并多次抽洗粘度的E球和G球以及毛细管部分。（4） 溶剂（水）流出时间他t0的测定 倒出粘度计中的溶液，先用自来水冲洗粘度计多次。再用蒸馏水洗1

7、0次以上，每洗一次都要将水流经毛细管，保证毛细管洗干净。向粘度计内注入纯水20mL，恒温5min后按照上述方法进行测定，重复测定三次，偏差小于0.4s，取平均值，即为t0值。（5） 清洗仪器 关闭电源，清洗移液管和粘度计多次，特别冲洗干净毛细管，用纯水注满粘度计，实验完毕。整理桌面卫生。1.3 分析条件与方法条件：30.00恒温条件下方法：采用作图法的外推法 利用Huggins和Kramer两根直线方程作图，一根是以sp/C对C作图，外推到C0的截距值，另一根是1nr/C对C作图，外推到C0的截距值，两根线应汇合于一点，如果实验产生误差，交点可能在前，也可能在后，也有可能两者不相交，出现这种情

8、况，就以sp/C对C作图求出。12 实验数据处理2.1 原始数据 表一 B1组数据项目流出时间/min123聚乙烯醇12mL158171582115796聚乙烯醇12mL+水4mL151791516415184聚乙烯醇12mL+水8mL148411484214852聚乙烯醇12mL+水12mL147141475214774聚乙烯醇12mL+水16mL143421434214309溶剂（水）20mL135751359713575表二 B2组数据项目流出时间/min123聚乙烯醇12mL212332124421265聚乙烯醇12mL+水4mL158501588015857聚乙烯醇12mL+水8mL

9、151881520715208聚乙烯醇12mL+水12mL146811471814697聚乙烯醇12mL+水16mL144671447114450溶剂（水）20mL126641266312628表三 B3组数据项目流出时间/min123聚乙烯醇12mL241724172419聚乙烯醇12mL+水4mL219321922194聚乙烯醇12mL+水8mL208220842083聚乙烯醇12mL+水12mL201420182015聚乙烯醇12mL+水16mL157715761575溶剂（水）20mL1358136113562.2 数据处理过程以表一B1组的数据为例，进行计算 以浓度C=5.000g/

10、L 为例计算，t11=118.17s，t12=118.21s，t13=117.96s，t01=95.75s，t02=95.97s，t03=95.75s ，查表得：30时，=0.64，k=0.0666mL/g=0.0000666L/g所以 t1=（t11+ t12+ t13）=118.11s ，t0=（t01+ t02+ t03）=95.82s r=t1/t0=118.11/95.82=1.2326 sp=r-1=1.2326-1=0.2326 sp/C=0.2326/5.000=0.0465L/g 1nr=ln1.2326=0.2091 1nr/C=0.2091/5.000=0.0418 L/

11、g同理可求出C=3.750g/L，3.000g/L，2.500g/L，2.143g/L时的t，r，sp，sp/C， r，1nr/C值。得出下表四：表四 B1数据处理汇总时间/s浓度C（g/L）123平均tr=t/t0sp=r-1sp/C（L/g）1nr1nr/C（L/g）5.000118.17118.21117.96118.111.23260.23260.04650.20910.04183.750111.79111.64111.84111.761.16630.16630.04430.15380.04103.000108.41108.42108.52108.451.13180.13180.043

12、90.12380.04132.500107.14107.52107.74107.471.12150.12150.04860.11470.04592.143103.42103.42103.09103.311.07810.07810.03650.07520.03510.00095.7595.9795.7595.8210-0-根据表中数据，以C为横坐标，sp/C，1nr/C为纵坐标，作sp/C-C和1nr/C-C的线性关系图如下图所示：由图可知，两直线的截距不相等，所以取sp/C-C得截距得特性粘度=0.0379由得0.0379=0.0000666M0.64计算得 M=20181.12同理由表二 B

13、2组的数据也可以得出表五的数据，然后绘出图二，求出=0.088，M=75261.99同理由表三 B3组的数据也可以得出表六的数据，然后绘出图三，求出=0.0798，M=64595.322.3 数据处理结果汇总 表四 B1数据处理汇总(1788)时间/s浓度C（g/L）123平均tr=t/t0sp=r-1sp/C（L/g）1nr1nr/C（L/g）5.000118.17118.21117.96118.111.23260.23260.04650.20910.04183.750111.79111.64111.84111.761.16630.16630.04430.15380.04103.000108

14、.41108.42108.52108.451.13180.13180.04390.12380.04132.500107.14107.52107.74107.471.12150.12150.04860.11470.04592.143103.42103.42103.09103.311.07810.07810.03650.07520.03510.00095.7595.9795.7595.8210-0-=0.0379 ，M=20181.12表五 B2数据处理汇总(1799)时间/s浓度C（g/L）123平均tr=t/t0sp=r-1sp/C（L/g）1nr1nr/C（L/g）5.000132.3313

15、2.44132.65132.471.53120.53120.10620.42600.08523.750118.5118.8118.57118.621.37110.37110.09900.31560.08423.000111.88112.07112.08112.011.29470.29470.09820.25830.08612.500106.81107.18106.97106.991.23660.23660.09460.21240.08492.143104.67104.71104.5104.631.20930.20930.09770.19010.08870.00086.6486.6386.288

16、6.5210-0-=0.088，M=75261.99表六 B3数据处理汇总(PVA-124)时间/s浓度C（g/L）123平均tr=t/t0sp=r-1sp/C（L/g）1nr1nr/C（L/g）5.000161.7161.7161.9161.81.68800.68800.13760.52350.10473.750139.3139.2139.4139.31.45360.45360.12100.37400.09973.000128.2128.4128.3128.31.33880.33880.11290.29180.09732.500121.4121.8121.5121.61.26850.2685

17、0.10740.23790.09512.143117.7117.6117.5117.61.22710.22710.10600.20470.09550.00095.896.195.695.810-0-=0.0798，M=64595.323 结果分析与讨论1nr/C-C和sp/C-C的截距不一样，即他们的值不一样，可能是因为人为操作有很大的误差导致的。定粘度的过程对温度的恒定要求很高。测定去离子水的时间to时，由于恒温时间不够，各个数据之间的平行性不好，而后的各个t的平行性因为恒温时间都很长，所以相对去离子水的数据就好很多了。可见，粘度对温度的变化是非常灵敏的。另外，乌氏粘度计中在a、b线间如果有气泡，对实验数据也有很大的影响。虽然没有搞清楚是底是增大粘度还是减少粘度