粘度法测定聚乙烯醇的相对分子质量及其分子构型的确定

本科学生综合性、设计性实验报告实验课程基础化学实验（UI）--物理化学实验

实验项目粘度法测定聚乙烯醇的相对分子质量及其分子构型的确定专业班级学号_姓名指导教师#在一定温度和溶剂条件下，特性粘度［n］和高聚物摩尔质量M之间的关系通常用带有两个参数的Mark-Houwink经验方程式来表示:式中M为粘均分子量；K为比例常数；«是与分子形状有关的经验参数。K和«值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。K值受温度的影响较明显，而«值主要取决于高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5〜1之间。K与a的数值可通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等，从粘度法只能测定得［勿。由上述可以看出高聚物摩尔质量的测定最后归结为特性粘度［"］的测定。本实验采用毛细管法测定粘度，通过测定一定体积的液体流经一定长度和半径的毛细管所需时间而获得。所使用的乌氏粘度计如图2-30-3所示，当液体在重力作用下流经毛细管时，其遵守泊肃叶(Poiseuille)定律：图2-30-3乌氏粘读计耳兀hgr4tV图2-30-3乌氏粘读计=一m—p8VL8兀Lt式中，n为液体的粘度；P为液体的密度；L为毛细管的长度；r为毛细管的半径；t为V体积液体的流出时间；h为流过毛细管液体的平均液柱高度；V为流经毛细管的液体体积；m为毛细管末端校正的参数(一般在r/L《1时，可以取m=1)o对于某一只指定的粘度计而言，式中许多参数是一定的，因此可以改写成：式中，BV1,当流出的时间t在2min左右(大于100s)，该项(亦称动能校正项)可以忽略即，n=Apt。又因通常测定是在稀溶液中进行(CV1X10-2g・cm-3)，溶液的密度和溶剂的密度近似相等,耳t因此可将nr写成：耳———~00式中，t为测定溶液粘度时液面从a刻度流至b刻度的时间；t0为纯溶剂流过的时间。所以通过测定溶剂和溶液在毛细管中的流出时间，从(12)式求得nr，再由图2-30-2求得［"］仪器与试剂仪器：乌式黏度计1支；玻璃恒温水浴1套；吸耳球1个；移液管(10mL和15mL)各1只；烧杯(100mL)1只；吸瓶1个；止水夹1个；橡皮管(约5cm长)2根；铁夹台包括铁夹1个。试剂：聚乙烯醇，正丁醇

实验序号2实验项目粘度法测定聚乙烯醇的相对分子质量及其分子构型的确定实验时间6月5日实验室生化楼413小组成员汪培琳1.实验目的⑴以聚乙酸乙烯酯为原料制备聚乙烯醇。⑵用乌氏粘度计测定自制PVA被高碘酸盐降解前后的黏均相对分子质量。⑶计算PVA分子链中“头碰头”键合方式的比率2.实验原理1.聚乙烯醇的制备原理聚乙烯醇不能直接通过烯类单体聚合得到，而是经过聚乙酸乙烯酯(PVAc)的高分子反应获得的。因为醇解比水解制得的产品性能好，因而多采用醇解法。PVAc在NaOH/CH3OH溶液中的醇解主要反应为：—CH2—CH—OCOCH3+CH3OH——CH2—CH—OH+CH3COOCH3以NaOH作为催化剂。高分子的测定原理参见实验项目1PVA分子链中键合形式的测定原理在聚乙烯醇中，一个“头碰头”的键合是一个1,2-乙二醇结构，而乙二醇能被高碘酸盐分解。通过黏度法来测定被高碘酸钾处理前后两种物质的分子量，从而求出“头碰头”的键合方式的概率。因为“头碰头”的键合方式的概率△=分子数的增加数目/体系中总的单体数目因为分子数的增加数目和体系中总的单体数目与摩尔质量成反比，所以△=(l/MH-1/Mn)/(1/Mo)。上式中，Mn和Mn分别为降解前后的平均分子摩尔质量，Mo为单体的摩尔质量，Mo=44g/mol,所以△=44(l/MH-1/Mn)。因为聚乙烯醇是一个多分散性的高聚物，所以不能用实验所测得的Mv直接代入上述公式，所以公式需改写成△二88.08(1/Mv，-1/Mv)通过该条公式就可以用实验所测得的平均黏均分子量计算聚乙烯醇的“头碰头”的键合方式的概率3•仪器与试剂仪器;乌式黏度计1支;玻璃恒温水浴1套；吸耳球1个;移液管(10mL和15mL)各1只；烧杯(100mL)1只；吸瓶1个；止水夹1个；橡皮管(约5cm长)2根；铁夹台包括铁夹1个。试剂：正丁醇，高碘酸钾，氢氧化钠，聚醋酸乙烯酯，甲醇，石油醚4.实验步骤顺序步骤操作1降解后PVA溶液流出时间的测定利用移液管将10mL的溶液加到粘度计中；通过胶管用洗耳球吸取溶液到基准刻度，释放，并开始计时，记录溶液流出的时间，用一组试液，操作2〜3次；再依次加入5ml的蒸馏水，把溶液稀释到原溶液的2/3、1/2、2/5、1/3并测定流出时间，每次操作2〜3次。2清理仪器实验完毕，黏度计应洗净，然后用洁净的蒸馏水浸泡【注意事项】*黏度计必须洁净。如毛细管壁挂有水珠，需用洗液浸泡。。*所用移液管和烧杯必须洁净；粘度计必须洁净，高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计中。*混合溶液时注意不要将溶液从吹出。*消泡用正丁醇，加入一滴或几滴即可。*本实验溶液的稀释是直接在粘度计中进行的，因此每加入一次溶剂进行稀释时必须混合均匀，并抽洗E球和G球。*实验过程中恒温槽的温度要恒定，溶液每次稀释恒温后才能测量。*粘度计要垂直放置，实验过程中不要振动粘度计，否则影响结果的准确性。降解前*n