粘度法测定高聚物平均摩尔质量PPT教学课件

粘度法测定高聚物摩尔质量引言高聚物是一种由单体分子通过聚合反应形成的大分子化合物。

在化学、材料科学等领域中，粘度法常用于测定高聚物的摩尔质量，即高聚物的分子量。

粘度法测定高聚物摩尔质量的原理是根据高聚物溶液的黏度与高聚物摩尔质量之间的关系来计算。

实验原理粘度法测定高聚物摩尔质量的原理基于Stokes定律和Mark-Houwink方程：$$ \\eta = KM^{a} $$其中，$\\eta$为高聚物溶液的黏度，K为常数，M为高聚物的摩尔质量，a为Mark-Houwink指数。

根据上述公式可以得出，高聚物溶液的黏度与高聚物摩尔质量呈正相关关系。

在实际测定中，需要通过测量高聚物溶液的黏度来计算高聚物的摩尔质量。

一般情况下，使用粘度计来测量高聚物溶液的黏度。

在实验中，将高聚物溶液注入到粘度计的毛细管中，在恒定温度下测量高聚物溶液通过毛细管的时间，并根据Stokes定律计算出高聚物溶液的黏度。

实验步骤1.准备高聚物溶液：准确称取一定质量的高聚物样品，加入适量溶剂，并充分搅拌均匀，制备高聚物溶液。

2.设定实验温度：根据高聚物的性质，选择合适的实验温度，并将粘度计温度调节到该温度。

3.测量样品黏度：将高聚物溶液注入粘度计毛细管中，将粘度计放置到恒温槽中，等待高聚物溶液温度稳定后开始测量。

4.记录测量数据：测量高聚物溶液通过毛细管所需的时间，记录实验数据。

5.重复实验：至少重复3次实验，以减小误差。

6.计算高聚物的摩尔质量：根据测量数据和Mark-Houwink方程，计算高聚物的摩尔质量。

数据处理与分析根据实验获得的测量数据，可以利用Mark-Houwink方程计算高聚物的摩尔质量。

根据公式：$$ M = \\left(\\frac{\\eta}{K}\\right)^{\\frac{1}{a}} $$其中，M为高聚物的摩尔质量，$\\eta$为高聚物溶液的黏度，K为常数，a为Mark-Houwink指数。

实验18 粘度法测定水溶性高聚物粘均摩尔质量1 引言1．1 实验目的1．掌握粘度法测定聚合物摩尔质量的基本原理。

2．测定聚乙烯基吡咯烷酮的粘均摩尔质量1．2 实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

高聚物的摩尔质量具有以下特点：一是摩尔质量一般在103～107之间，比低分子大的多，二是除了几种有限蛋白质高分子以外，无论是天然还是合成的高聚物，摩尔质量都是不均一的，也就是说高聚物的摩尔质量只有统计意义。

高聚物溶液由于其分子链长度远大于溶剂分子，液体分子有流动或有相对运动时，会产生内摩擦阻力。

内摩擦阻力越大，表现出来的粘度就越大，而且与聚合物的结构、溶液浓度、溶剂性质、温度以及压力等因素有关。

聚合物溶液粘度的变化，一般采用下列有关的粘度量进行描述。

（1） 粘度比（相对粘度）用r η表示。

如果纯溶剂的粘度为0η，相同温度下溶液的粘度为η，则r 0=ηηη (1－1)（2） 粘度相对增量（增比粘度）用sp η表示。

是相对于溶剂来说，溶液粘度增加的分数0sp r 0-==-1ηηηηη (1－2)sp η与溶液浓度有关，一般随质量浓度C 的增加而增加。

（3） 粘数（比浓粘度）对高分子聚合物溶液，粘度相对增量往往随溶液浓度的增加而增大，因此常用其与浓度C 之比来表示溶液的粘度，称为粘数，即spr -1=ccηη (1－3)（4） 对数粘数（比浓对数粘度）是粘度比的自然对数与浓度之比，即 sp r ln (1+)ln =ccηη (1－4)单位为浓度的倒数，常用mL/g 表示。

（5）极限粘度(特性粘度)定义为粘数sp c η／或对数粘数r ln c η／在无限稀释时的外推值，用［η］表示，即 spr c 0c 0ln limlimccηηη→→［］＝＝ (1-5)［η］称为极限粘数，又称特性粘数，其值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。

实验证明，对于指定的聚合物在给定的溶剂和温度下，［η］的数值仅由试样的粘均摩尔质量M αη所决定。

粘度法测定高聚物摩尔质量实验目的1、测定聚乙烯醇的粘均相对分子量2、掌握ubbelohde粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同，即聚合度不一定相同，所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究，以及为了改良和控制高聚物产品的性能，高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力，记作η0，高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下，通常η>η0，相对于溶剂，溶液粘度增加的分数称为增比粘度，记作ηsp，即(1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度，记作ηr，即(2)ηr反映的也是溶液的粘度行为，而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp／c称为比浓粘度，而lnηr／C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们的相互作用可以忽略，此时有关系式(3)[η]称为特性粘度，它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量，所以他们的单位是浓度C单位的倒数。

在足够稀的高聚物溶液里，ηsp／c与C和lnηr／c与c之间分别符合下述经验关系式：（4）（5）上两式中κ和β分别称为Huggins和Kramer常数。

实验18 粘度法测定水溶性高聚物粘均摩尔质量林茜妍 2008011908 化82 （同组人：张琬露）实验日期：2011年3月10日 提交报告日期：2011年3月11日实验教师：江寅1.引言1.1实验目的1.1.1掌握粘度法测定聚合物摩尔质量的基本原理； 1.1.2测定聚乙烯基吡咯烷酮的粘均摩尔质量。

1.2实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

高聚物的摩尔质量具有以下特点：一是摩尔质量一般在103～107之间，比低分子大的多，二是除了几种有限蛋白质高分子以外，无论是天然还是合成的高聚物，摩尔质量都是不均一的，也就是说高聚物的摩尔质量只有统计意义。

高聚物溶液由于其分子链长度远大于溶剂分子，液体分子有流动或有相对运动时，会产生内摩擦阻力。

内摩擦阻力越大，表现出来的粘度就越大，而且与聚合物的结构、溶液浓度、溶剂性质、温度以及压力等因素有关。

聚合物溶液粘度的变化，一般采用下列有关的粘度量进行描述。

（1） 粘度比（相对粘度）用r η表示。

如果纯溶剂的粘度为0η，相同温度下溶液的粘度为η，则r 0=ηηη (1－1) （2） 粘度相对增量（增比粘度）用sp η表示。

是相对于溶剂来说，溶液粘度增加的分数sp r 0-==-1ηηηηη (1－2) sp η与溶液浓度有关，一般随质量浓度C 的增加而增加。

（3） 粘数（比浓粘度）对高分子聚合物溶液，粘度相对增量往往随溶液浓度的增加而增大，因此常用其与浓度C 之比来表示溶液的粘度，称为粘数，即sp r -1=c cηη (1－3)（4） 对数粘数（比浓对数粘度）是粘度比的自然对数与浓度之比，即sp r ln (1+)ln =c cηη (1－4) 单位为浓度的倒数，常用ml/g 表示。

（5）极限粘度(特性粘度)定义为粘数sp c η／或对数粘数r ln c η／在无限稀释时的外推值，用［η］表示，即sprc 0c 0ln limlimccηηη→→［］＝＝ (1-5)［η］称为极限粘数，又称特性粘数，其值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。

粘度法测定高聚物摩尔质量实验目的1、测定聚乙烯醇的粘均相对分子量2、掌握ubbelohde粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同，即聚合度不一定相同，所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究，以及为了改良和控制高聚物产品的性能，高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力，记作η0，高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下，通常η>η0，相对于溶剂，溶液粘度增加的分数称为增比粘度，记作ηsp，即(1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度，记作ηr，即(2)ηr反映的也是溶液的粘度行为，而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp／c称为比浓粘度，而lnηr／C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们的相互作用可以忽略，此时有关系式(3)[η]称为特性粘度，它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量，所以他们的单位是浓度C单位的倒数。

在足够稀的高聚物溶液里，ηsp／c与C和lnηr／c与c之间分别符合下述经验关系式：（4）（5）上两式中κ和β分别称为Huggins和Kramer常数。

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量【目的要求】1． 了解粘度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和方法；2． 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法； 3． 测定聚乙烯醇的摩尔质量。

【实验原理】高聚物是由单体分子经加聚或缩聚过程得到的。

在高聚物中，由于聚合度的不同，每个高聚物分子的大小并非都相同，致使高聚物的分子质量大小不一，参差不齐，且没有一个确定的值。

因此，高聚物的摩尔质量是一个统计平均值。

高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小，而且直接关系到它的物理性能，是一个重要的基本参数。

测定高聚物摩尔质量的方法很多，例如渗透压、光散射及超离心沉降平衡等方法。

但是不同方法所得平均摩尔质量也有所不同，比较起来，粘度法设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，是常用的方法之一。

用此法求得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

高聚物溶液的特点是粘度特别大，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦力，粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η（简称粘度）来表示。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力，高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力及溶剂分子间内摩擦力三者之和。

在相同温度下，通常高聚物溶液的粘度η大于纯溶剂粘度0η，即：η﹥0η。

为了比较这两种粘度，引入增比粘度的概念，以sp η表示100-=-=r sp ηηηηη （13.1） 式中，r η称为相对粘度，定义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值，即ηηη=r （13.2） r η反映的也是粘度行为，而sp η则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应。

高聚物的增比粘度sp η往往随质量浓度c 的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度所显示的增比粘度spη称为比浓粘度，而cln rη称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们之间的相互作用可以忽略， 此时有关系式[]ηηη==→→cln limclimrc spc 00（13.3）式中，[]η称为特性粘度，它反映的是高分子与溶剂分子之间的内摩擦，其数值取决于溶剂的性质以及高聚物分子的大小和形态。

实验十三粘度法测定高聚物摩尔质量1.实验目的及要求1）掌握用乌氏(ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2）测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均相对分子质量。

2.实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同，即聚合度不一定相同，所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究，以及为了改良和控制高聚物产品的性能，高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大，原因在于其分子链长度远大于溶剂分子，加上溶剂化作用，使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力，记作η0，高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下，通常η>η0，相对于溶剂，溶液粘度增加的分数称为增比粘度，记作ηsp，即(13.1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度，记作ηr，即(13.2)ηr反映的也是溶液的粘度行为，而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp／c称为比浓粘度，而lnηr／C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相隔甚远，它们的相互作用可以忽略，此时有关系式(13.3)[η]称为特性粘度，它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量，所以他们的单位是浓度C单位的倒数。