粘度法测定高聚物分子量实验报告Word格式.docx
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V—液出体积；
t—流出时间。
由于液体在毛细管内流动存在位能，除克服部分内摩擦力外，还会使其获得动能，结果导致实测值偏低。
因此，须对泊肃叶公式作必要的修正：
tm?
V?
（1-3）
8LV8?
Lt
式中，m—毛细管两端液体流动有关常数。
b?
ghR4mV
若令A?
；
，式（1-3）可简化为：
At?
（1-4）
t8LV8?
L
3、聚合物溶液粘度的测定
采用乌氏粘度计测定聚合物溶液的粘度时，常用到以下两个参数：
（1）相对粘度
r?
（1-5）?
（2）增比粘度
sp?
（1-6）?
式中，η—聚合物溶液粘度；
η0—纯溶剂粘度。
整合式（1-4）和式（1-5），即有：
b/t
（1-7）?
0At0?
b/t0
在实验中，如果仪器设计得当和溶剂选择合适，可以忽略动能改正影响，式（1-7）还可简化为：
t?
（1-8）?
0t0
又因为在实验中，通常在极稀溶液中进行，所以ρ≈ρ0，因此，式（1-5）和式（1-6）可改写成：
t/t0（1-9）?
（t?
t0）/t0（1-10）
式中，t和t0分别是聚合物溶液和纯溶剂的流出时间。
显然，在一定温度下测定纯溶剂和不同浓度的聚合物溶液流出的时间，即可求出各种浓度下的?
r和?
sp。
粘度除与分子量有关外，对溶液浓度有很大的依赖性。
能够反映这种依赖性的经验公式很多，其中最常用的有两个：
spc
[?
]?
k[?
]2c（1-11）
ln?
r
]2c（1-12）c
式中，c—溶液浓度；
k′和β均为常数。
如果用?
sp/c或ln?
r/c对c作图（图1-2），并外推到c?
0，两条直线在纵坐标上交于一点，其截距即是[?
]。
用公式为表示为：
lim
c?
lim
]（1-13）
0c
式中，[?
]—聚合物溶液的特性粘度。
图1-2
对c和
对c关系图c
4、聚合物溶液的特性粘度与分子量的关系
溶液体系确定之后，在一定温度下，聚合物溶液的特性粘度值域聚合物的分子量有关。
这种关系满足mar-houwink方程，即：
[?
Km?
（1-14）
式中，K，α均为常数，其值与聚合物、溶剂、温度和分子量分布范围有关。
聚苯乙烯在25℃，甲苯作溶剂时，K=9.2×
10-3，α=0.72。
由此可以计算聚合物的平均分子量。
三、仪器药品
1、仪器
恒温槽一套、乌氏粘度计、砂芯漏斗、针筒、容量瓶、移液管、精密温度计等。
2、药品
聚苯乙烯，工业级；
甲苯，分析纯。
四、实验步骤
1、粘度计和玻璃仪器的洗涤
（1）粘度计先用经砂芯漏斗虑过的水洗涤，洗去小球g、e中的沙粒灰尘，把水甩干。
（2）由A管倒入经过滤的新配制的洗液，灌满后用小烧杯盖住，防止尘粒落入。
放置约2h后把洗液倒出，先用滤过的自来水冲洗，再用滤过的蒸馏水冲洗几次，倒挂干燥或放入烘箱烘干。
（3）移液管、容量瓶应用虑过的洗液和水洗净烘干备用。
（4）对于放过聚合物溶液的粘度计和其它仪器，应先用熔剂浸泡，然后用水和洗液洗净。
否则，有机物会将洗液中的K2cr2o7还原，使洗液失效。
聚合物也会被碳化，使仪器堵塞，不易洗净。
在用洗液浸泡以前，仪器中的水应尽量弄干，否则，将冲稀洗液，降低其去污效果。
2、聚合物溶液配制
在分析天平上称取0.2g~0.3g（精确到0.01mg）聚苯乙烯，小心加入25ml容量瓶中，加入略少于25ml的甲苯（不必过滤），置于恒温槽中（控温25℃±
0.1℃），待恒温后，用砂芯漏斗虑入另一只25ml容量瓶中，并通过砂芯漏斗加入甲苯至刻度。
恒温待用。
3、溶剂流出时间t0的测定
（1）在精确控温25℃±
0.1℃的条件下，将粘度计放入恒温槽中，使粘度计和水溶液面保持垂直，水面浸没g球。
固定好粘度计，在b，c两管上小心接上乳胶管。
（2）一起装置符合要求后，用移液管吸取10ml溶剂放入粘度计A管中，
保温几分钟，用夹子夹紧c管的乳胶管。
（3）用针管在b管的乳胶管上将溶液抽吸至g球的一半处，停止抽吸，移去针管，松开c管通向大气，使空气进入D球。
（4）水平观察g球中液面的下降。
当液面降至a线处，按下秒表，记下流经ab刻度的时间，即为t0。
重复三次，误差不超过0.2s，取三次平均值为t0。
（5）溶剂倒入回收瓶中，粘度计烘干待用。
4、溶液流出时间t的测定
（1）粘度计烘干放置冷却后，按上面同样的要求和方法测定溶液的流出时间。
用另一支10ml移液管精确吸取10ml溶液注入A管中，同样重复三次测得流出时间t1。
（2）再用吸溶剂的移液管向粘度计中移入5ml溶剂，这是，粘度计中溶液浓度是原来的2/3，并用针筒抽吸几次，使其混匀。
用同样方法测得t2。
此后分别再加入5ml、10ml、10ml溶剂，测得t3，t4，t5。
奥氏乌氏
图1-2粘度计结构对比
5、结果处理
（2）作图
假定溶液的初始浓度c0?
1，则依次分加溶剂5ml、5ml、10ml和10ml后的溶液相对浓度分别为2/3，1/2，1/3，1/4（以c′表示）。
以?
sp/c和ln?
r/c分别对c′作图，外推至c′=0所得截距为A，即有：
A/c0（1-15）
式中，c0—实际起始浓度（g/ml）。
作图时，横坐标可取24格处作为相对浓度1，则16格、12格、8格、6格处的相对浓度分别是2/3、1/2、1/3和1/4。
（3）分子量计算
根据已知的K和α，按[?
公式计算分子量。
五、注意事项
1、乌氏粘度计上的A、b、c三支管中，b、c两管特别细，极易折断，因此，拿粘度计时必须拿住A管。
特别是在安装、固定和取出时，更应该小心谨慎。
2、洗涤用水、溶剂和洗液必须事先过滤，以防灰尘杂质等带入粘度计阻塞毛细管。
3、在配制溶液、量取溶液和溶剂都须在同一温度下进行。
六、思考题
1、影响粘度计法测定聚合物分子量精确性的因素有哪些？
2、粘度计c管的作用是什么？
3、[?
中的K和α值在什么条件下是常数？
如何通过实验方法测得？
4、粘度计法测定聚合物分子量有哪些优点？
篇二：
粘度法测分子量实验报告
实验二十一高聚物相对分子量的测定
一、实验目的
1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。
2、测定聚乙二醇的黏均分子量。
3、掌握用乌贝路德黏度的方法。
4、用origin或excel处理实验数据
分子量是表征化合物特征的基本参数之一。
但高聚物分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。
测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下；
端基分析〈3*10沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*10渗透压10~10光散射10~10起离心沉降及扩散10~10黏度法10~10
其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。
高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。
在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到下面一些名词。
如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为；
式中，m为粘均分子量；
K为比例常数；
a是与分子形状有关的经验参数。
K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。
K植受温度的影响较明显，而a值主要取决与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的值可以通过其它的实验方法确定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得[ɡ]
根据实验，在足够稀的溶液中有：
4
7
644
这样以及对c作图得两条直线，外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点，可求出数值。
为了绘图方便，引进相对浓度，即。
其中，c表示溶液的真实浓度，表示溶液的其始浓度，由图可知，其中A为截距黏度测定中异常现象的近似处理。
在特定性黏度测量过程中，有时并非操作不慎，而出现对图与对图外推到时，在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。
在式中和值与高聚物结构和形态有关。
而式物理意义不大明确。
因此出现异常现象时，以曲线求值。
测定黏度的方法有毛细管法、转筒法和落球法。
在测定高聚物分子的特性黏度时，以毛细管流出法的黏度计最为方便。
若液体在毛细管年度计中，因为重力作用流出时，可通过泊肃叶公式计算黏度。
式中，为液体的黏度，为液体的密度，为毛细管的长度，为毛细管的半径，为流出的时间，为流国毛细管液体的平均液体高度，为流进毛细管的液体体积，为毛细管末端校正的参数
对于某一指定的黏度计而言，式可以写成下式
式中，为流出的时间在左右，该项可以从略。
又因通常测定是在稀溶液中进行，所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可以将写成：
式中，为溶液的流出时间，为纯溶剂的流出时间。
所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间从式求得，由图求得。
恒温槽1套；
乌贝路得黏度计一只；
移液管2只，1只；
停表1只；
洗耳球1只；
螺旋夹一只；
橡皮管2根；
聚乙二醇；
蒸馏水。
实验步骤
本实验用的乌贝路得黏度计，又叫气承悬柱式黏度计。
它的最大优点是可以在黏度计里逐渐稀释从而节约许多操作手续.
1.先用洗液将粘度计洗净，再用自来水、蒸馏水分别冲洗几次，每次都要注意反复
冲洗毛细管部分，洗好后烘干备用。
2.调节恒温槽温度至（30.0?
0.1）℃，在粘度计的b管和c管上都套上橡皮管，然
后将其垂直放入恒温槽，使水面完全浸没1球。
3.溶液流出时间的测定
用移液管分别吸取一直浓度的聚乙二醇溶液10ml和蒸馏水5ml，由A管注入粘
度计中，在c管处用洗耳球打气，使溶液混合均匀，浓度记为c1，恒温5min，进行测定。
测定方法如下：
将c管用夹子夹紧使之不通气，在b管用洗耳球将溶液从4球经3球、毛细管、2球抽至1球的2/3处，解去夹子，让c管通大气，此时3球内的溶液即回入4球，使毛细管以下的液体悬空。
毛细管以上的液体下落，当液面流经a刻度时，立即按停表开始记时间，当液面降至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。
重复这一操作至少三次，
它们间相差不大于0.3s，取三次的平均值为t1。
然后依次由A管用移液管加入5ml、5ml、10ml、15ml蒸馏水，将溶液稀释，使溶液浓度分别为c2,c3,c4,c5，用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t2,t3,t4,t5。
应注意每次加入蒸馏水后，要充分混合均匀，并抽洗黏度计的1球和2球，使黏度计内溶液各处的浓度相等。
4.溶剂流出时间的测定用蒸馏水洗净黏度计，尤其要反复流洗黏度计的毛细管部分。
然后由A管加入约15ml蒸馏水。
用同法测定溶剂流出的时间t0。
实验完毕后，黏度计一定要用蒸馏水洗干净。
1、黏度计必须洁净，高聚物溶液中若有絮状物不能将其移入黏度计中；
2、本实验溶液的稀释是直接在黏度计中进行的，因此每加入一次溶剂进行稀释是
必须混合均匀，并抽洗1球和2球。
3、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。
4、黏度计要垂直放置，实验过程中不要振动黏度计，否则将影响实验结果的准确
性。
5、高聚物在溶剂中溶解比较缓慢，在配制溶液是一定要完全溶解，否则将影响溶
液的起始浓度，而导致结果偏低。
6、用洗耳球抽溶液时一定要将溶液吸到洗耳球。
六、数据记录及处理
1.将所测的实验数据及计算结果填入下表中。
原始浓度0.04g/ml恒温温度：
25度
2.作ηsp/c—c及lnηr/c—c图，并外推到c→0由截距求出［η］。
由上图知：
两条直线向外推时，在纵坐标上并不交于一点的异常现象，故采用
~c曲线求［η］值。
故有图可看出：
2.870421=1.56
=3351246
●结果与讨论
1、用外推法时，两实验所测得直线在纵轴上的不交于一点，实验过程中高聚
物的形态发生发生变化。
2.实验结果偏低可能由于高聚物在水中溶解的比较缓慢，配制溶液时没有完全溶解，使溶液浓度偏低而造成的。
3.实验过程中，用洗耳球向乌贝路德粘度计吹气，使得溶液溅出几滴，到实验结果偏低。
七、思考题
1.乌贝路德粘度计中支管c有何作用？
除去支管c是否可测定粘度?
答：
在支管c处用洗耳球打气，可以使溶液充分混合均匀。
如果除去支管c仍然可以测定黏度，可以将溶液先在容器中混合均匀后在装液进行测量。
2.粘度计的毛管太粗或太细有什么缺点?
粘度计的毛细管太粗液体下降太快而致使时间测量不准确；
如果太慢可能导致液体下降不流畅，测定的时间也不正确。
3.为什么用［η］来求算高聚物的分子量?
它和纯溶剂粘度有无区别?
如果高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，摩擦就大，表现出的特性粘度也大。
特性粘度和分子量之间的经验关系式为:
式中,m为粘均分子量;
K为比例常数;
α是与分子形状有关的经验参数。
K和α值与温度、聚合物、溶剂性质及分子量大小有关。
K值受温度的影响较明显，而α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α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［η］。
它和纯溶剂粘度有区别，区别为；
纯溶剂粘度由于溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度；
特性粘度，［η］反映高分子与溶剂分子之间的内摩擦。
篇三：
粘度法测定水溶性高聚物分子量实验报告
华南师范大学实验报告
实验类型□验证□设计□综合实验时间20XX年4月11日实验指导老师马国正老师实验评分
黏度法测定水溶性高聚物分子量
一.实验目的
1.测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量；
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，相对分子质量不同，高聚物的性能差异很大。
所以不同材料，不同的用途对分子质量的要求是不同的。
测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。
本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一，它是一种水溶性的多糖类聚合物，在中等分子量时，它能提高血浆渗透压，扩充血容量；
在低分子量时，它能降低血液粘稠度，改善微循环以及有抗血栓形成的作用；
但在高分子量时，则会引起红细胞聚集，导致微循环障碍。
可见，测定高聚物分子量对生产和使用高分子材料有重要意义。
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、等温蒸馏、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η。
线型高分子可被溶剂分子分散，在具有足够的动能下相互移动，成为黏度态，η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度，是它在流动过程中所存在内摩擦的反映，这种摩擦主要有：
溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦，也就是纯溶剂的黏度，记作η0；
高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦，三者总和表现为高聚物溶液的黏度，记作η。
在同一温度下，高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大，即η>
η0，这些黏度增加的分数，叫做增比黏度，记作η
sp
，即
式中，ηr称为相对黏度，这指明溶液黏度对溶剂黏度的相对值，仍是整个溶液的黏度行为。
η
则以为着已经扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。
溶液的浓度可大可小，显然，浓度愈大，黏度也就愈大，为了便于比较，将单位浓度下所显示的黏度，即引入η
/c，称作比浓黏度，其中c为浓度，g/ml.
为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不记。
这一粘度的极限值记为：
[η]被称为特性粘度，其值与浓度无关。
实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，[η]的数值只
与高聚物平均相对分子质量m有关，它们之间的半经验关系可用markhouwink方
程式表示：
为平均分子量（黏均分子量）η，K是比例常数，a是与分子形状有关的经验参数。
K和a值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量有关，K值受温度影响明显，而a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。
K和a值只能通过其他方法确定，不同方法得到的数值有所差异，而从黏度法只能测得[η]，通过式（3-84）即可计算聚合物的黏均分子量。
测定高分子的[η]时，用毛细管粘度计最为方便。
当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出是遵守泊肃叶（poiseuille）定律：
πr4ptVρη=?
m8πLt
式中，η为液体的黏度，ρ为液体的密度；
L是毛细管长度；
r是毛细管半径；
t是流出时间；
V是流经毛细管液体的液体体积；
g为重力加速度；
p是自重压力，故也可写作hgp,h是流经毛细管的液体的平均液柱高度；
m是与机器的几何形状有关的常数，在r/l πr4hgptVρη=?
对某一支指定的粘度计而言，r、h、V、L、g、m均为常数，故b=At?
ρη
如测定是在稀溶液中进行，溶液的密度和溶剂的密度近似相等，则：
故ηsp/c’和lnηr/c’的极限都等于特性黏度[η],由此可获得[η]的方法有两种：
一种以ηsp对c’作图外推c’→0的截距值；
另一种以lnηr/c对c’作图，外推c’→0的截距值；
或同时作图，两条直线的截距应重合于一点，这样也可以核实
实验的可靠性，如右图所示：
根据实验在足够稀的溶液中，这两条直线的方程为：
通常不必用溶液的真实浓度作图，而采用对起始浓度的相对浓度作图，c’为相对浓度，c1为起始浓度，c为真实浓度。
与原式对照可以得出[η]值，代入式（3-84），算出高聚物黏均分子量，K和a值查表知。
三、仪器与试剂
10mL移液管2支恒温槽1套50mL注射器1支乌式黏度计1支吹风机1个1/10秒表1只右旋糖苷（20g/L）丙酮
1.洗涤黏度计
取出一只黏度计，先用丙酮灌入黏度计中，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10mL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10mL纯水，从A管注入。
于37℃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，将蒸馏水从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球内液体即流回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，当液面降到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，记录留出时间且误差不大于1-2s，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10mL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、3.0mL、5.0mL、10.0mL蒸馏水，按上述方法分别测量不同浓度时的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℃）
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
图一ηsp/c、Inηr/c-c’
外推c→0，得截距A=0.2173，而c=20g/L,则特性浓度［η］=A/c=0.01093.计算分子量
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