聚合物分子量的测定(精)

聚合物分子量的测定方法
1.凝胶渗透色谱法（GPC）：通过溶液中聚合物分子在固定温度下在固定流速流经孔径分布有一定规律的固定相柱（通常是疏水性凝胶）时的渗透现象来测定分子量。

2.拉曼光谱法：利用聚合物分子不同的拉曼光谱特征来测定分子量。

3.动态光散射法：利用聚合物分子在溶液中受到光散射的强度及其随时间的变化规律来测定分子量。

4.共振能量转移法：通过在聚合物分子中引入荧光染料来测定分子量，该染料受到外部激发光的激发后会发生共振能量转移，从而发出独特的荧光信号。

5.透射电子显微镜（TEM）：通过观察聚合物微粒的形态和大小来推测聚合物分子量。

6.核磁共振（NMR）法：利用聚合物分子中不同原子核之间相互作用的变化来测定分子量。

实验一 粘度计法测定聚合物的分子量分子量是聚合物最基本的结构参数之一，与材料性能有着密切的关系，在理论研究和生产实践中经常需要测定分子量。

测定聚合物分子量的方法很多，不同测定方法所得出的统计平均分子量的意义不同，其适应的分子量范围也不相同。

在高分子工业和研究工作中最常用的是粘度法测定聚合物的分子量，它是一种相对的方法，适用于分子量在104～107范围的聚合物。

此法设备简单、操作方便，又有较高的实验精度。

通过聚合物体系粘度的测定，除了提供粘均分子量ηM 外，还可得到聚合物的无扰尺寸和膨胀因子，其应用最为广泛。

1 目的要求1） 掌握粘度法测定聚合物分子量的基本原理；2） 掌握用乌氏粘度计测定高聚物稀溶液粘度的实验技术及数据处理方法。

2 原理高分子稀溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。

内摩擦阻力越大，表现出来的粘度就越大，且与高分子的结构、溶液浓度、溶剂的性质、温度以及压力等因素有关。

对于高分子进入溶液后所引起的液体粘度的变化，一般采用下列有关的粘度物理量进行描述。

1）粘度比（相对粘度）用r η表示。

0/ηηη=r --------------------------------------------------（1-1）0η：纯溶剂的粘度（溶剂分子之间的内摩擦）。

η：同温度下溶液的粘度（溶剂分子之间的内摩擦，聚合物分子间的内摩擦，高分子与溶剂分子间的内摩擦）。

粘度比是一个无因次的量，随着溶液粘度的增加而增加。

对于低剪切速率下的高分子溶液，其值一般大于1。

2）粘度相对增量（增比粘度）用sp η表示。

sp η是相对于溶剂来说，溶液粘度增加的分数。

10-=-=r sp ηηηηη-------------------------------------------（1-2）sp η也是一个无因次量，与溶液的浓度有关。

3）粘数（比浓粘度），对于高分子溶液，粘度相对增量往往随溶液粘度的增加而增大，因此常用其与浓度c 之比来表示溶液的粘度，称为粘数。

聚合物分子量的测定方法聚合物分子量的测定方法有很多种，包括凝胶渗透色谱、光散射、动态光散射、质谱、核磁共振等。

下面将详细介绍一些常用的测定方法。

1. 凝胶渗透色谱（GPC）：这是一种广泛应用于测定聚合物分子量的方法。

它基于聚合物分子大小和形状的不同，在溶剂中通过一排大小不同的琼脂糖凝胶柱。

大分子会较快通过凝胶，而小分子则较慢。

通过测定不同时间点流出的聚合物浓度，可以计算出聚合物的分子量。

这种方法适用于溶液中的聚合物。

2. 光散射（LS）和动态光散射（DLS）：光散射是一种通过测量聚合物溶液中散射光的强度和角度来确定聚合物分子量的方法。

动态光散射则能够测量聚合物分子的大小和分子量分布。

这种方法通过激光照射样品，分析光散射的强度和散射角度，从而得到聚合物的分子量信息。

3. 质谱（MS）：质谱是一种通过测量样品中离子质量来确定聚合物分子量的方法。

在质谱中，聚合物溶液被喷雾成极小的液滴，然后通过电离，形成带电的离子。

这些离子经过质谱仪器的质量分析，可以得到聚合物的分子离子峰，从而确定其分子量。

4. 核磁共振（NMR）：核磁共振是一种通过测量核自旋磁共振来确定聚合物分子量的方法。

在核磁共振中，聚合物溶液被置于强磁场中，然后通过给予样品特定的脉冲序列，不同核自旋的信号可以被探测到。

通过分析核磁共振谱图，可以确定聚合物的分子量和结构。

除了以上几种常用的测定方法外，还有一些其他的方法，如热重分析（TGA）、荧光探针法等。

不同的方法适用于不同类型的聚合物和研究目的。

有些方法适用于溶液中测定聚合物分子量，而另一些方法则适用于纤维、薄膜等非溶液状态下的聚合物测定。

需要指出的是，使用这些测定方法时要注意实验条件的选择和技术细节的把握，以确保测定结果的准确性。

此外，对于某些特殊聚合物，可能需要结合多种测定方法来获得更准确的分子量信息。

总结起来，聚合物分子量的测定方法有凝胶渗透色谱、光散射、动态光散射、质谱、核磁共振等多种方法。

聚合物分子量的测定----粘度法一.实验目的学会一种测定分子量的方法二.实验原理由于聚合物具有多分散性，所以聚合物的分子量是一个平均值。

有许多测定分子量的方法（如光散射法、渗透压法、超速离心法、端基分析法等），但最简单、而使用范围又广的是粘度法。

由粘度法测得的聚合物的分子量叫粘均分子量，以 “M v ”表示。

粘度法又分多点法和一点法：1.多点法多点法测定聚合物粘均分子量的计算依据是：[]αηM K =式中: ［η］－特性粘数；K,v --与温度和溶剂有关的常数；M η―聚合物的粘均分子量。

若设溶剂的粘度为η 0,聚合物溶液浓度为 c(100mL 所含聚合物的克数表示)时的粘度为η，则聚合物溶液粘度与浓度间有如下关系：sp 2k c c ηηη＝［］＋［］[][]c cr 2ln ηβηη-=以ηsp , r ln c η／对 c 作图，外推直线至 c 为0（参考图 7－1）求 [η],即sp r c 0c 0ln lim lim c c ηηη→→［］＝＝图 7-1特性粘数 [η]的求法由于k 、α是与温度、溶剂有关的常数，所以对一定温度和特定的溶剂，k 、α有确定的数值。

例如，30℃时，以 1mol/L 硝酸钠溶液作溶剂，用粘度法测定聚丙烯酰胺粘均分子量的经验式可表示如下：[]3/241073.3M -⨯=η即: []2/351040.1η⨯=v M因此，只要测定不同浓度下聚合物溶液的粘度，即可通过上述的数据处理，求出聚合物的粘均分子量MV 。

2.单点法对低浓度的聚合物溶液，其特性粘数可由下式计算：[]()r sp cηηηln 21+= 实验时，只要测定一个低浓度的聚合物溶液的相对粘度，即可由式7－7求得所测试样的特性粘数。

本实验采用如图7-2所示的乌氏粘度计测定聚合物溶液在不同浓度下的粘度。

这种粘度计的具体用法参考下述步骤。

图 7-2乌氏粘度计三.仪器与药品1．仪器乌氏粘度计，秒表，吸耳球，恒温箱，移液管，容量瓶。

粘度法测定聚合物分子量粘度法是一种常见的测定聚合物分子量的方法。

它是通过测量聚合物溶液的流动性质，从而间接地推断出聚合物的相对分子量。

粘度法有多种变种，包括楔形管粘度法、圆柱粘度法和柱塞式粘度法等。

本文将重点介绍楔形管粘度法和圆柱粘度法。

楔形管粘度法是一种常用的粘度测定方法。

它的基本原理是利用溶液在楔形管中的流动阻力与溶液粘度成正比的关系。

聚合物分子量增大，溶液的粘度也会增加。

具体测定步骤如下：1.准备样品溶液：将待测聚合物溶解于适量的溶剂中，配制得一定浓度的溶液。

2.装置测试装置：将样品溶液注入楔形管中，确保楔形管内部和外部都被充分润湿。

3.测量压降：在一定温度下，施加压力使溶液从上方流经楔形管，测量上下两端的压降。

4.计算粘度：根据斯托克斯定律，通过测定的压降和流量，计算出溶液的粘度。

5.绘制扩张流动图：将测得的多组数据绘制在扩张流动图上，通过与已知相对分子量的标准聚合物的比较，推断出待测聚合物的相对分子量。

圆柱粘度法是另一种常见的粘度测定方法，其测量原理与楔形管粘度法类似，不同之处在于采用圆柱形试样。

1.准备样品溶液：将待测聚合物溶解于适量的溶剂中，配制得一定浓度的溶液。

2.装置测试装置：将样品溶液注入圆柱形试样中，确保试样内部和外部都被充分润湿。

3.测量压力：上下两端施加一定的压力使溶液通过圆柱形试样，测量上下两端的压力差。

4.计算粘度：根据斯托克斯定律，通过测定的压力差和流量，计算出溶液的粘度。

5.绘制流动曲线：将测得的多组数据绘制在流动曲线上，通过与已知相对分子量的标准聚合物的比较，推断出待测聚合物的相对分子量。

在实际应用中，粘度法通常与其他测量方法结合使用，以提高测定精度和可靠性。

在测定聚合物分子量时，还可以使用光散射法、凝胶渗透色谱法等进行验证和互相印证，以获得更准确的结果。

粘度法在聚合物领域的研究中具有重要的地位，对于深入了解聚合物的分子结构和性质具有重要意义。

聚合物分子量的测定(聚合物分子量指重复单元的分子量与重复单元数的乘积或结构单元数与结构单元分子量的乘积。

)1.粘度法测相对分子量(粘均分子量Mη)用乌式粘度计,测高分子稀释溶液的特性粘数[η],根据Mark-Houwink公式[η]=kMα,从文献或有关手册查出k、α值,计算出高分子的分子量。

其中,k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。

2.小角激光光散射法测重均分子量(Mw)当入射光电磁波通过介质时,使介质中的小粒子(如高分子)中的电子产生强迫振动,从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场(入射光电磁波)同样频率的散射光波。

这种散射波的强弱和小粒子(高分子)中的偶极子数量相关,即和该高分子的质量或摩尔质量有关。

根据上述原理,使用激光光散射仪对高分子稀溶液测定和入射光呈小角度(2℃-7℃)时的散射光强度,从而计算出稀溶液中高分子的绝对重均分子量(MW)值。

采用动态光散射的测定可以测定粒子(高分子)的流体力学半径的分布,进而计算得到高分子分子量的分布曲线。

3.体积排除色谱法(SES)(也称凝胶渗透色谱法(GPC))当高分子溶液通过填充有特种多孔性填料的柱子时,溶液中高分子因其分子量的不同,而呈现不同大小的流体力学体积。

柱子的填充料表面和内部存在着各种大小不同的孔洞和通道,当被检测的高分子溶液随着淋洗液引入柱子后,高分子溶质即向填料内部孔洞渗透,渗透的程度和高分子体积的大小有关。

大于填料孔洞直径的高分子只能穿行于填料的颗粒之间,因此将首先被淋洗液带出柱子,而其他分子体积小于填料孔洞的高分子,则可以在填料孔洞内滞留,分子体积越小,则在填料内可滞留的孔洞越多,因此被淋洗出来的时间越长。

按此原理,用相关凝胶渗透色谱仪,可以得到聚合物中分子量分布曲线。

配合不同组分高分子的质谱分析,可得到不同组分高分子的绝对分子量。

用已知分子量的高分子对上述分子量分布曲线进行分子量标定,可得到各组分的相对分子量。

聚合物测分子量方法引言：聚合物是由重复单元组成的高分子化合物，其分子量是评价聚合物性能的重要指标之一。

因此，准确测定聚合物的分子量对于研究聚合物性质、控制聚合过程以及开发新材料具有重要意义。

本文将介绍几种常见的聚合物测分子量的方法。

一、凝胶渗透色谱法（GPC）凝胶渗透色谱法是一种常用的测定聚合物分子量的方法。

该方法利用溶液中聚合物分子在固定孔径的凝胶柱中的渗透速率与其分子量成反比的原理。

通过测量聚合物在凝胶柱中的滞留时间，结合标准样品的滞留时间，可以计算出聚合物的分子量分布。

此方法适用于大多数溶液态聚合物和可溶性高聚物的测量，但对于高度交联的聚合物和固体聚合物则不适用。

二、静态光散射法（SLS）静态光散射法是一种常用的测定聚合物分子量的无标准方法。

该方法通过测量聚合物溶液中散射光的强度和角度，来计算聚合物的分子量。

由于聚合物分子与光的散射呈正比关系，因此可以根据散射光的强度来推算聚合物的分子量。

该方法适用于溶液态和溶胶态聚合物的测量，但对于固体聚合物则不适用。

三、动态光散射法（DLS）动态光散射法是一种测定聚合物分子量的方法，该方法通过测量聚合物颗粒在溶液中由于热运动引起的光强度的变化来计算聚合物的分子量。

与静态光散射法不同的是，动态光散射法可以测量颗粒的动态行为，因此适用于粒径较小的聚合物颗粒的测量。

此方法适用于分散体系中的聚合物测量，但对于溶液态聚合物不适用。

四、质谱法（MS）质谱法是一种常用的测定聚合物分子量的方法。

该方法通过将聚合物样品分解成离子，并利用质谱仪测量离子的质荷比来计算聚合物的分子量。

质谱法可以测量溶液态、溶胶态和固体态聚合物的分子量，且测量结果准确可靠。

然而，质谱法的设备成本较高，操作复杂，对样品的要求较高，因此在实际应用中有一定的限制。

结论：聚合物测分子量的方法有很多，每种方法都有其适用范围和局限性。

根据实际需要选择合适的方法进行测量，可以更准确地评估聚合物的性能，为聚合物的研究和应用提供有力支持。

聚合物分子量的测定—粘度法聚合物分子量的测定是高分子科学领域中一项重要的研究内容，对于聚合物的性能、应用和合成路径具有重要意义。

粘度法是一种常用的测定聚合物分子量的方法，其原理是利用溶液中聚合物分子量对溶液粘度的影响来测定分子量。

下面将详细介绍粘度法测定聚合物分子量的基本原理、实验步骤和数据处理方法。

一、基本原理粘度法的基本原理是聚合物溶液的粘度与其分子量之间存在一定的关系。

在一定浓度范围内，溶液的粘度随着聚合物分子量的增加而增加。

因此，通过测量聚合物溶液的粘度，可以推测出聚合物的分子量。

根据Stokes-Einstein方程，聚合物溶液的粘度可表示为：η = kT/（R0[η]）其中，η为溶液粘度，k为常数，T为绝对温度，R0为聚合物分子在溶液中的均方根旋转半径，[η]为溶液粘度。

R0与聚合物分子量之间存在一定关系，可以通过聚合物化学结构和构象进行计算或通过实验测定。

因此，通过测量溶液的粘度和温度，可以求得聚合物分子量。

二、实验步骤1.样品准备首先，需要制备一定浓度的聚合物溶液。

通常采用溶剂溶解法，将聚合物溶于适当的溶剂中。

常用的溶剂包括苯、氯仿、二氯甲烷等。

制备溶液时需要注意聚合物完全溶解，并保持恒温。

2.粘度测量将制备好的聚合物溶液放入粘度计中，选择适当的转子，以得到最佳测量范围。

测量时需要注意保持恒温，并等待溶液充分搅拌后进行测量。

一般采用降扭法或升降法来测量溶液粘度。

3.温度控制在测量过程中，温度的控制对于保证测量结果的准确性非常重要。

可以通过恒温水浴或恒温控制装置来保持溶液温度恒定。

4.数据记录与处理记录测量得到的溶液粘度和温度数据。

根据Stokes-Einstein方程，结合聚合物化学结构和构象计算或通过实验测定R0值，进一步计算聚合物分子量。

三、数据处理方法数据处理是粘度法测定聚合物分子量的关键步骤。

通常采用最小二乘法或Origin 等数据处理软件进行数据的分析和拟合，得到聚合物分子量与溶液粘度的关系曲线。

实验20 粘度法测定聚合物的分子量一、试验目的1. 了解粘度法测定聚合物平均分子量的原理。

2. 掌握粘度法测定的实验技术和数据处理方法。

3. 掌握一点法测定聚乙烯醇分子量的方法。

二、实验原理本实验采用乌氏粘度计测定聚乙烯醇稀水溶液的粘度，进而求出聚乙烯醇试样的分子量，对于浓溶液与聚合物的熔体粘度行为，因为很难找出准确的分子量，在此不作讨论。

某一溶剂在一定的温度下溶入聚合物，其粘度大大增加，而粘度的增加与聚合物的分子量有密切关系，从而利用这个性质在适当的条件下测定聚合物的分子量。

试验证明，许多聚合物溶液不是理想溶液，称为非牛顿流体，其流动规律不服从牛顿流体规律，但对于一般柔性链聚合物在切变速度较低且分子量适中时，其稀溶液可按牛顿流体处理。

聚合物稀溶液的粘度主要反应了三种内摩擦：○1 溶剂间流动时产生的内摩擦 ○2 高分子间的内摩擦 ○3 高分子与溶剂间的内摩擦 这三者的总和表现为聚合物稀溶液的粘度，记为η1，而由溶剂表现的粘度即纯溶剂粘度为η0。

特性粘数[η]是几种粘度中最重要的一种粘度，其数学式为：ln lim lim []00sp rC C C Cηηη==→→ （20-1）它为无限稀释的高分子溶液的比浓粘度，这时溶液所呈现的粘度行为主要反映了高分子与溶剂间的内摩擦。

特性粘度已不再与溶液的浓度有关，它表示单个分子对溶液粘度的贡献。

外推法求特性粘度[]η是较常用的方法，即在各种不同的浓度下求得sp η或r η，然后作C sp η—C 图或Crηln —C 图再外推到0C →时其截距即为[]η。

测得特性粘度之后，即可用下式求得分子量：[]KM αη= （20-2） 式中：M 为聚合物的平均分子量；[]η为特性粘度，其单位是浓度的倒数；α为与溶液中聚合物分子形态有关的指数项。

K 和α是两个常数，其数值可以从有关手册查到，查找时要注意这两个常数的测定条件，如使用的温度、溶剂、适用的分子量范围、单位以及校正方法。

聚合物分子量的测定一．聚合物分子量的意义聚合物的相对摩尔质量及其分布是高分子材料最基本的参数之一，它与高分子材料的使用性能与加工性能密切相关，相对摩尔质量太低，材料的机械强度和韧性都很差，没有应用价值，相对摩尔质量太高熔体粘度增加，给加工成型造成困难，因此聚合物的分子量一般控制在103～107之间。

假定在某一高分子试样中含有若干种相对分子质量不相等的分子，该试样的总质量为w，总摩尔数为n，种类数用i表示，第I种分子的相对分子质量为Mi，摩尔数为ni，重量为wi，在整个试样中的重量分数为Wi，摩尔分数为Ni，则这些量之间存在下列关系：常用的平均相对分子质量有：以数量为统计权重的数均相对分子质量，定义为以重量为统计权重的重均相对分子质量，定义为以z值为统计权重的z均相对分子质量，zi定义为wiMi，则z均相对分子质量的定义为用黏度法测得稀溶液的平均相对分子质量为黏均相对分子质量，定义为这里的a是指[η]=KMa公式中的指数。

根据定义式，很易证明：数均、重均、Z均相对分子质量的统计意义还可以分别理解为线均、面均和体均(即一维、二维、三维的统计平均)。

对于多分散试样，对于单分散试样， (只有极少数象DNA等生物高分子才是单分散的)用于表征多分散性(polydispersity)的参数主要有两个。

１、多分散系数２、分布宽度指数对于多分散试样，d>1或σn >0（σw>0）对于单分散试样，d=1或σn=σw=0表4－1比较了不同类型高分子的多分散性表4－1合成高聚物中d的典型区间二．聚合物分子量测定方法的分类及适用范围粘度法是最简单并且使用范围最广,粘度法又分多点法和单点法，其中单点法适用于低浓度的聚合物溶液，而多点法适用范围较广，没有单法的约束条件。

三．粘度法测定分子量的目的、原理、步骤、测定方法目的:掌握用粘度法测定分子量的方法。

原理：聚合物稀溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。

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处理实验数据二、实验原理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；10端基分析〈3*410沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*410~10渗透压4610~10光散射4710~10起离心沉降及扩散4710~10黏度法47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：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。

聚合物分子量的测定-粘度法聚合物是由大量重复的结构单元组成的高分子化合物。

在现代工业中，聚合物具有广泛的应用，例如塑料、纤维、胶粘剂、橡胶、涂料等。

因此，聚合物的分子量对其性能和工业应用有着决定性的影响。

粘度法是一种常用的分子量测定方法，亦是最早被发现的方法之一。

粘度法的原理是根据聚合物溶液在流动过程中所受阻力与溶液粘度之间的关系，推断出其分子量参数。

在聚合物溶液中，聚合物链的长度显著影响了其运动阻力和溶液的粘度，因此，分子量和粘度之间存在明显的关系。

在分子量较大的聚合物溶液中，聚合物链相互纠缠，形成网状结构，因而粘度增加与分子量呈线性关系。

根据Staudinger方程，聚合物的经验分子量[M]与溶液的比粘[η]C有如下关系式：[M]=k[η]CN其中，N为聚合度，即聚合物链中结构单元的个数，C为浓度，k为常数，常数k是由聚合物的形态和对流扩散作用等因素决定的。

一般情况下，单独使用粘度法测定聚合物分子量较为困难，需要结合其他方法综合判断。

粘度法的精度会受到一些因素的干扰，例如温度、试样制备和测量条件等，必须进行适当的校正和计算。

在实际操作中，利用Ubbelohde粘度计可以测定聚合物溶液的相对粘度，并通过校正后的数据计算出其比粘[η]C值。

然后，根据上述Staudinger方程，推算出聚合物的分子量参数，从而得到聚合物分子量的精确值。

总之，粘度法是一种常用的聚合物分子量测定方法，其原理基于聚合物溶液的运动阻力和溶液的粘度之间存在的关系。

但是，粘度法也存在一些局限性，例如精确测定需要多次测量和计算，且需进行各种校正和试样制备，因此在实际应用中需要综合考虑并与其他分子量测定方法相结合。