实验一 粘度法测定水溶性高聚物相对分子量.doc

实验一 黏度法测定水溶性高聚物相对分子量
实验目的
1、 测定聚乙二醇的平均相对分子量。
2、 掌握Ubbelohde粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法
3、 了解溶剂、温度、浓度对黏度的影响。
实验原理
黏度是指液体对流动所表现的助力，这种助力反抗液体相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。
相距为的两液层以不同速度（和）移动时，产生的流速梯度为。建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力与液层的接触面积以及流速梯度成正比：

若以表示单位面积的阻力，则

上式称为牛顿黏度定律表示式，比例系数称为黏度系数，简称黏度，单位：。
溶液黏度的各种定义及表达式
相对黏度： （为溶剂黏度） 增比黏度：
比浓黏度： 比浓对数黏度：
特性黏度：
的数值与高聚物平均相对分子质量之间的半经验麦克非线性方程：
聚乙二醇水溶液在35℃时，，
在毛细管黏度计中，液体在重力的作用下流动符合泊肃叶定律：

对同一支黏度计而言，令 ，，
则上式可改写为：
式中，当时，等式右边第二项可省略，则
， 对于溶剂： 设溶液的密度与溶剂的密度近似相等，由两式可得

这样，通过分别测定溶液和溶剂的流出时间和，就可求出。进而分别求出、、的值。配制不同浓度溶液分别进行测定，分别作和两条直线，用外推法得到，然后代入，即可求出。

、与浓度之间经验关系式：

实验步骤
1、清洗仪器
将粘度计用洗液、自来水和蒸馏水洗干净，特别注意毛细管部分，用乙醇润洗，然后烘干备用。吹干粘度计所需时间较长，特别是毛细管要多吹一段时间。吹干后，将粘度计放入恒温槽中恒温，用铁夹将其夹垂直。

2、配制聚乙二醇溶液
准确称量1g左右聚二醇固体，放入烧杯中，再加入60mL左右蒸馏水使其溶解，可适当加热以加速溶解，待聚乙二醇固体完全溶解后，将溶液（溶液冷却后）转入100mL容量瓶中定容。称取了1.0111g聚乙烯醇固体，溶解在电炉上进行。10min后聚乙二醇溶解完毕。转移到容量瓶中后在35℃下恒温定容，定容时发现溶液上面有些许泡沫。

3、恒温
打开恒温槽，设定温度为35.0±0.01℃。将乌氏粘度计(如图2)在恒温槽中恒温10min(注意垂直放置)。纯水以及待测样也于35℃水中恒温。另外为了下面步骤操作方便，可以在恒温水槽中放置一个装满蒸馏水的锥形瓶。
4、.溶剂流出时间t0的测定
聚乙二醇原始配制浓度为：，要求测定纯水及、、、、不同浓度溶液的流出时间，流出时间取三次测量的平均值。
1、测定不同浓度溶液的流处时间

5、测定蒸馏水的流出时间

数据处理
1、根据实验对不同浓度的溶液测得的相应流出时间计算ηr、ηsp、ηsp/c和lnηr/c。
2、用ηsp/c对浓度c作图，得一直线，外推至c=0处，求出。
3、将[η]值代入式，计算。
4、35℃时，聚乙二醇水溶液的参数 ，。
聚乙二醇溶液浓度C0=0.05g/ml，温度t=30℃。
项
相对浓度C′
第一次
流出时间
第二次
流出时间
第三次
流出时间
平均值（s）
ηr=t/t0
ηsp=ηr-1
ηsp/ C′
(lnηr)/ C′
to

113.53
113.46
113.50
113.50

t1
1
266.28
266.19
266.25
266.24
2.346
1.346
1.35
0.85
t2
2/3
205.71
205.56
205.64
205.64
1.812
0.812
1.22
0.90
t3
1/2
180.16
180.01
180.11
180.09
1.587
0.587
1.17
0.92
t4
1/3
155.99
155.60
155.80
155.80
1.373
0.373
1.12
0.95
t5
1/4
143.48
143.30
143,29
143.36
1.263
0.263
1.05
0.93

表1 聚乙二醇粘度数据表

图1 聚乙二醇的ηsp/C’对C’及（lnηr）/C’对C’所作的图

由图可算出粘度[η]=(0.97531+0.97702)/2·C0=19.524ml/g;
又由于[η]=KMα，
且30℃时聚乙二醇的K=12.5×10-6m3·Kg-1=12.5×10-3ml·g-1，α=0.78。
所以可得出粘均分子量M=([η]/K)1/α=1.24×104。

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