粘度法测定水溶性高聚物分子量实验报告

1、黏度法测定水溶性高聚物分子量一. 实验目的1. 测定水溶性高聚物聚乙烯醇的相对分子质量;2. 掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。二. 实验原理高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，本实验采用的右旋糖苜分子是 目前公认的优良血浆代用品之一，由于高聚物分子量大小不一，故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。常 用的测定方法有很多，如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸徭、超离心沉降及扩散法等，其中，用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”，记作mq。增比黏度：特性粘度：lim - = ?7o c时间与粘度的关系n=n/no=t/to三、仪器与试剂恒温槽 1套乌式黏度计

2、1支1/10秒表1只 聚乙烯醇四、实验步骤1. 洗涤黏度计取出一只黏度计，先用丙酮灌入黏度计(3-83 )(3-84)中，浸洗去留在黏度计中的高分子物质， 黏度计的毛细管部分，要反复用丙酮流 洗。方法是：用约10 ml丙酮至大球中，并抽吸丙酮经毛细管3次以上，洗毕，倾去丙酮倒入回收瓶中，再重复一次，然后用吹风机吹干黏度计备用。2. 测定溶剂流出时间在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度，然后将黏度计安放在恒温水浴中。用移液管吸 取10n±纯水，从a管注入。于37°c恒温槽中恒温5min。进行测定时，在c管上套上橡皮 管，并用夹子夹住，使其不通气，在b管上用橡皮管接针筒，将蒸傭

3、水从f球经d球、 毛细管、e球抽到g球上（不能高出恒温水平面），先拔去针筒并解去夹子，使c管接通大 气，此时d球内液体即流冋f球，使毛细管以上液体悬空。毛细管以上液体下流，当液面 流经a刻度时，立即按停表开始记录时间，当液而降到b刻度时，再按停表，测得刻度a、 b之间的液体流经毛细管所需时间，重复操作两次，记录留岀时间且误差不大于l-2s,取两 次平均值为t0,3. 溶液流出时间的测定取出黏度计，倾去其中的水，加入少量的丙酮溶液润洗，经过各个瓶口流出，以达到洗净 的目的。同上法安装调节好黏度计，用移液管吸取loml溶液小心注入黏度计内（注意不能 将溶液黏在黏度计的管壁上），在溶液恒温过程中，应

4、用溶液润洗毛细管后再测定溶液的流 出时间t。然后一次分别加入2.0ml、3.0 ml八5.0 ml. 10.0 ml蒸傳水，按上述方法分别 测量不同浓度吋的t值。每次稀释后都要将溶液在f球中充分搅匀（可用针筒打气的方法， 但不要将溶液溅到管壁上），然后用稀释液抽洗黏度计的毛细管、e球和g球，使黏度计 内各处溶液的浓度相等，而且须恒温。五、数据处理及结论1数据整理（恒温槽温度：37°c）为了作图方便，假定起始相对浓度是1，根据原理中的公式计算所得数据记录如下表表一数据记录表c'ti/st2/st平均t| r1 n n rt| spnsp/c1in ti r/c'纯水12

5、0.0119. 35119. 681001160. 94160. 69160. 821.34380. 29550. 34380. 34380. 29555/6152. 69152. 59152. 641.27550. 24330. 27550. 33060. 2922/3145. 56145. 53145. 551.21620. 19570.21620.32430. 29361/2137. 87137. 56137. 721. 15070. 14040. 15070.30140. 28081/3129. 00129. 44129. 221.07980. 07680. 07980.23940.

6、23042.作图用n sp/c， tn q r/c，对c'作图外推 c'-o,得截距 a二0.2173,而 c=20g/l,则特性浓度n =a/c=o. 01093. 计算分子量右旋糖昔水溶液的参数：37°c时，k=0. 141cm3 /g, a=046。则根据n =km瞎，代入数据可得m=3. 8*1 o'4. 结果分析高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，相对分子质量不同，高聚物的 性能差异很大。本次实验理论上应该得到两条直线重合于一点。但由图可知，直线线性很差， 两条直线的斜率都为正值，二者截距不同，因此用外推法得到的相对分子量参考价值不大。

7、分析可能是因为溶液浓度太稀，测定的t和血很接近，导致hsp的相对误差比较大。另外，黏度计中的液体在毛细管中流动述受到其他因素的影响，比如倾斜度、重力加速 度、毛细管内壁粗糙度、表面张力、动能改正等的影响，使得测出的流动时间有一定的误差。 黏度计应该垂直放置，这样液体可以从高处自由流下。本次实验由于黏度计后来偏斜了一点, 导致液体下流的速度改变，从而导致测量时间不准确，结果就有比较大的误差。再者，高聚物分子链之间的距离随着浓度的变化而变化，当浓度超过一定的限度时，高 聚物溶液的心p/c或ln/7r/ c与c的关系有可能不再呈线性。查阅相关资料知通常选用nr =1.22.0的浓度范围，本次实验最后

8、两组数据 久均低于1.2,故偏差比较大。六、思考题1. 乌氏粘度计中的各支管有什么作用？除去支管c是否仍可以测粘度？如果在测定液体流 出时间没有打开支管c,会对测定的高聚物分子量产生何种影响？答：乌氏粘度计rtla、b、c三个支管构成，其屮，a管是用来装液体的，b管则是测量 主件，对以测定液体定向流动一定距离的流动时间，c管则是使b管与大气连通。当毛细管 下端的液面下降，毛细管内流下的液体形成一个气承悬液柱，液体流出毛细管下端后沿管壁 流下，避免出口处形成湍流现象。或者是减少了 a管液血升高对毛细管中液流压力差帯来的 影响。除去c管仍可测定，但是要保证每次测量的体积都相同（不适用）。乌氏粘度计

9、由于有 c管，故所加待测液的体积不用每次相同，即可以在黏度计中稀释直接稀释液体。若除去c 管，液体下流时所受到的压力差pgh与管b中液面高度有关，故应保证每次测量的体 积相同，也即是另一种黏度计一一奥氏粘度计，在本次实验中是不适用的。如果没打开c则流出的时间过测出的分子量偏大。2. 乌氏粘度计毛细管太粗太细各有何特点？答：乌氏粘度计的毛细管太粗的时候，流速过快，可能导致测的时间太快而未能及时反 应，因而测出来的吋间可能不准确；乌氏粘度计的毛细管太细，流速过慢，虽然读数较为精 确，但花费的时间也较长。所以，乌氏粘度计粗细应该适当。3. 为什么强调粘度计一定要干净、无尘？答：黏度计中如果不干净，会

10、影响液体的流速，若溶解在溶液中，还会使溶液的成分发 生变化，対分子量的测定结果影响较大。4. 乌氏粘度计测定高聚物分子量有哪些注意事项？答：使用乌氏粘度计应注意以下儿点：a. 使用乌式粘度计时，要在同一支粘度计内测定一系列浓度成简单比例关系的溶液的流 出时间.每次吸取和加入的液体的体积要很准确。为了避免温度变化可能引起的体积变化, 溶液和溶剂应在同一温度下移取，故实验应选择在恒温槽屮进行，恒温槽屮温度应该恒定, 溶液每次稀释恒温后才能测量。b. 在每次加入溶剂稀释溶液时，必须将粘度计内的液体混合均匀，还要将溶液吸到e 线上方的小球内两次，润洗毛细管，否则溶液流出吋间的重复性差。c. 粘度计必须洁净，如毛细管壁上挂有水珠，需用吹风机吹干。d. 测定时粘度计要垂直放置，否则影响结果曲准确性。5. 特性黏度是溶液无限稀释时的比浓黏度，它与纯溶剂的黏度是否一样，为什么要用來测量 高聚物的分子量？答:特性黏度与纯溶剂的黏度不一样。溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦是纯溶剂的黏度, 而特性黏度是溶液无限稀释时的比浓黏度，还是存在高分子与溶剂分子间的摩擦的。根据高 聚物分子量愈大，则它与溶剂间接触表面也愈大，也即摩擦愈大，表现出来的特性黏度也愈