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。