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一、实验目的1、掌握用粘度法测定高分子化合物相对分子量的原理。2、用乌氏粘度计测定聚乙烯醇溶液的特性粘度,计算其粘均相对分子量。
二、实验原理高分子化合物相对分子量对于高分子化合物溶液的性能影响很大,是个重要的基本参数。一般高
分子化合物是相对分子量大小不同的大分子的混合物,相对分子量常在103~107之间,所以通常所
测高分子化合物相对分子量是平均相对分子量。测定高分子化合物相对分子量的方法很多,不同方法所测得的平均相对分子量有所不同。粘度法
是常用的测定相对分子量的方法之一,粘度法测得的平均相对分子量称为粘均相对分子量。高分子化合物溶液的粘度比一般较纯溶剂的粘度大得多,其粘度增加的分数称为增比粘度
,其定义为:
式中,称为相对粘度。增比粘度随粘液中高分子化合物的浓度c增加而增加。为了便于比较,定
义单位浓度的增比粘度c为比浓粘度,它随溶液浓度c改变而改变。当浓度c趋于零时,比浓粘度的
极限值为,称为特性粘度,即:
式中溶液浓度c习惯上取质量浓度(单位为

化合
)。特性粘度η可以作为高分子
物的平均相对分子量的度量。根据实验结果证明,任意浓度下比浓粘度与浓度的关系可以用经验公
式表
示如下:
因此,利用c对c作图,用外推法可求出η。当c趋近于0时,(l
)c的极限值也等于η,可以证明如下:
当溶液浓度c很小时,忽略高次项,则得:当溶液浓度较小时,(l
)c对c作图,也得一条直线,其截距也等于η,见图S31。
f式表
η单位和数值,随溶液浓度的表示法不同而异,η的单位为浓度单位的倒数。在一定温度和溶剂条件下,特性粘度与高聚物的相对分子质量M间关系通常用下列经验方程
达:
式中K和α是与温度、溶剂及高聚物本性有关的常数。通常对于每种高聚物溶液,
要用已知平均相对分子量的高聚物求得K、α值。然后,用此K、α值及同种待测高聚物溶液的特性粘度实
验值,可求得此待测高聚物的粘均相对分子量。在确定K、α值时,已知的平均相对分子量是用其他方法
测得的。对于许多高聚物溶液,在有关手册或书中可查得它们的K、α值。测定高聚物溶液的粘度,最方便是使用毛细管粘度计。本实验中采用乌氏粘度计,其结构如图
S32所示,乌氏粘度计的最大优点是粘度计中的溶液体积不影响测定结果。因此,可在粘度计中用逐步
稀释法得到不同浓度溶液的粘度。乌氏粘度计毛细管K的直径、长度和球E体积是根据溶剂的粘度选定
的,要求溶剂的流过的时r
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