粘度法测定水溶性高聚物的相对分子量
一 目的要求
1.测定多糖聚合物—右旋糖苷的平均相对分子质量
2.掌握用乌贝路德（Ubbelohde ）粘度剂测定粘度的原理和方法
二 基本原理
粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种力反抗液体中邻接部分的相对移动，因此可看作是一种内摩擦。图29-1是液体流动的示意图。当相距为ds 的两个液层以不同速度（v 和v+dv ）移动时，产生的流速梯度为dv/ds 。当建立平衡流动时，维持一定流速所需的力（即液体对流动的阻力）f`与液层的接触面积A 以及流速梯度dv/ds 成正比，即
f’=η*A*dv/ds
若以f 表示单位面积液体的粘滞阻力，f=f`/A ，则
f=η*（dv/ds ）
（29—2）式称为牛顿粘度定律表示式，其比例常数η称为粘度系数，简称粘度，单位为Pa.s 。 高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。其中因溶剂分子之间 的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，记作η0；此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦， 以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。三者之总和表现为溶液的粘度η。在同一温度下，一 般来说，η>η0相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度，记作ηsp ，即
ηsp=η-η0/η0
而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度，记作ηr ，即
r 0
=ηηη
ηr 也是整个溶液的粘度行为，ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应，两者关系为
0sp r 0
-==-1ηηηηη 对于高分子溶液，增比粘度ηsp 往往随溶液的浓度c 的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比浓度，即ηsp /c 称为比浓粘度；而ln ηr /c 称为比浓对数粘度。ηr 和ηsp 都是无因次的量。 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。这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。这一粘度的极限值记为
sp r c 0c 0ln lim lim c c
ηηη→→［］＝＝ [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Mark Houwink 方程式表示： []K M αηη=?
式中K 为比例常数，α是与分子形状有关的经验常数。它们都与温度、聚合物、溶剂性质有关，在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。 K 和的数值，α只能通过其它对方法确定，例如渗透压法、光散射法等等。粘度法只能测定[η]求算出
测定液体年度
的方法主要有三类：
（1）用毛细管粘度计测定液体在毛细管里的流出时间；
（2）用落球式粘度计测定圆球在液体里的下落速度；
（3）用旋转式粘度计测定液体与同心轴
圆柱体相对转动的情况。进一步讨论可参见技术第六章第Ⅳ三节。
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 流出是遵守泊稷叶（Poiseuille ）定律：
р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；h 是流经毛细管液体的平均液柱高度；g 为重力加速度；V 是流经毛细管的液体体积；m 是与机器的几何形状有关的常数，在
V/r 〈〈1时，可取m=1。 对某一支指定的粘度计而言，令 η/ρ=A*t -B/t
式中β<1,当t>100s 时，等式右边第二项可以忽略。设溶液的密度ρ与溶剂密度ρ0近似相等。这样，通过测定溶液和溶剂的流出时间t 和t ，就可求算ηr ：
进而可计算得到ηsp ，ηsp /c ，和ln ηsp /c 值。配制一系列不同浓度的溶液分别进行测定，ηsp /c 以和ln ηsp /c 为纵坐标，c 为横坐标作图，得两条直线，分别外推到c=0处，其截距即为[η]，代入，即可得到
ln r
ηsp
C η或C
图1 外推法求[η]值
三 仪器 试剂
乌氏粘度计 一支 移液管（5mL 、10mL ） 各一支
恒温水浴 一套 秒表 一个
烧杯（50mL ） 一个 锥形瓶（100mL ） 一只
3号砂芯漏斗 一只 容量瓶（50mL ） 一个
吸滤瓶（250mL）一只右旋糖苷（分析纯
四实验步骤
1.溶液配制
用分析天平准确称取1.2g右旋糖苷样品，倒入预先洗净的50mL烧杯中，加入约30mL蒸馏水，在水浴中加热溶解至溶液完全透明，取出自然冷却至室温，再将溶液移至50mL的容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度。然后用预先洗净并烘干的3号砂芯漏斗过滤，装入100mL
锥形瓶中备用。
2.粘度计的洗涤
先将洗液灌入粘度计内，并使其反复流过毛细管部分。然后将洗液倒入专用瓶中，再顺次用Array自来水、蒸馏水洗涤干净。容量瓶、移液管也都应仔细洗净。
3.溶剂流出时间t0的测定
开启恒温水浴。并将粘度计垂直安装在恒温水浴中（G球及以下部位均浸在水中），用移液管吸10mL蒸馏水，从A管注入粘度计F球内，在C管和B管的上端均套上干燥清洁橡皮管，并用夹子夹住C管上的橡皮管下端，使其不通大气。在B管的橡皮管口用针筒将水从F球经D球、毛细管、E球抽至G球中部，取下针筒，同时松开C管上夹子，使其通大气。此时溶液顺毛细管而流下，当液面流经刻度a线处时，立刻按下停表开始记时，至b处则停止记时。记下液体流经a、b之间所需的时间。重复测定三次，偏差小于0.2s，取其平均值，即为t0值。
4.溶液流出时间的测定
取出粘度计，倾去其中的水，连接到水泵上抽气，同时移液管吸取已预先恒温好的溶液10ml，注入粘度计内，同上法，安装粘度计，测定溶液的流出时间t。然后依次加入2.00，3.00，5.00，10.00ml蒸馏水。每次稀释后都要将稀释液抽洗粘度计的E球，使粘度计内各处溶液的浓度相等，按同样方法进行测定。
五数据处理
1. 根据实验对不同浓度的溶液测得相应流出时间计算
ηsp ，ηr ，ηsp /c 和 ln ηr /c.
表—————数据记录及相关处理
2.用ηsp /c 和ln ηr /c 对c 作图，得两直线，外推至c=0处，求出[η]
4
6
8
1012
14
Y A x i s T i t l e X Axis Title
3.将[η]值代入29-7式中，计算 M
有图可知 [η] = 5.8 ，有 []K M αηη=?，
25℃时，右旋糖苷水溶液的参数k=9.22 X 10-2cm 3.g -1
,a=0.5
得 M = 133112
评注启示
一、高分子是由小分子单体聚合而成的，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。它是一种无臭、无味、
白色固体物质，易溶于近沸点的热水中，相对分子质量是2~8×104范围内，选用它来做实
验是合乎要求的。 溶液的粘度和浓度的关系
图29—2中的两条直线一般有以下形式： sp
2k c c ηηη＝［］＋［］
此式也是线性方程，大多数聚合物在浓度较稀范围内都符合上式。
对于29-12式包括下列三种情况：
(1)若a=1/3，且令b=1/2-a ，则有
以对c 作图为 一直线，其直线斜率为负值，以对c 作图所得的直线分别进行外推可得到共同的截距，如图29-2所示。
(2)若a>1/3,ln ηr /c-c 不呈直线。当浓度较高时，曲线向下弯曲，切线斜率b>(0.5 -a)。
切线与ηr /c-c 线在c>0处相交于A 点，两者截距不同，如图29-4所示。
2r ln c c
ηηβη＝［］－［］
(3)a<1/3, lnηr/c-c也不呈直线但情况与（2）不同。如图29-5所示。
如果出现（2）和（3）这两种情况，如何来求[η]呢？当溶液不太稀时，可取的η
2c截距作为特性粘度较好些。如果溶液浓度太高，图的线性不好，外推不可sp/c=[η]+a[η]
靠；如果浓度太稀，测的t和t0很接近，则ηsp的相对误差比较大。恰当的浓度是使ηr在1.2~2.0之间。
三．上述作图求[η]的方法称为稀释法或外推法，结果较为可靠。但在实际工作中，往往由于试样少，或要测定大量同品种的试样，为了简化操作，可采用“一点法”，即在一个浓度下测定ηsp，直接计算出[η]值。“一点法”的使用必须事先用外推法测出所用体系的a，b 值，并且假定：a=1/3和a+b=1/2，则由29-11和29-13式可得
η
［
六提问思考
1.乌氏粘度计中的支管c有什么作用？除去支管c是否仍可以测粘度？
答：C 管作用可使毛细管下端出口处压力恒定在101325Pa 下，而不受液柱高低影响，故可在粘度计里逐渐稀释以测定不同浓度溶液的粘度。可以测，但溶液的体积必须严格控制。
2.评价粘度法测定高聚物相对分子质量的优缺点，指出影响准确测定结果的因素
答：优点：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。用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量
影响因素：
1.粘性液体在毛细管中流出受各种因素的影响，如动能改正、末端改正、倾斜度改正、重力加速度改正、毛细管内壁粗度改正、表面张力粗度改正等等，其中影响最大的是动能改正项，式(10)正是考虑了动能改正后的Poiseuille公式。若忽略上述诸因素的影响，Poiseuille公式可改写为η= πpr4t / 8 l V = πhρgr4t / 8 l V，但在使用时必须满足以下条件：
液体流动属于牛顿型流动，即液体的粘度与流动的切变速度无关。液体的流动呈层流状态，没有湍流存在，要求液体流动速度不能太大。根据所用溶剂选择V和r，并使溶剂流出时间t0大于100 s。液体在毛细管壁上没有滑动。毛细管半径与长度的比值要足够小。当末端改正项r/ l≤1时，可以忽略。
2.高聚物分子链在溶液中所表现出的一些行为会影响[η]的测定：
(1)聚电解质行为，即某些高分子链的侧基可以电离，电离后的高分子链有相互排
斥作用，随C的减小，ηsp/C却反常的增大。通常可以加入少量小分子电解质作
为抑制剂，利用同离子效应加以抑制。
(2)(2)又如某些高聚物在溶液中会发生降解，会使[η]和M结果偏低，可加入少量的
抗氧剂加以抑制。
3. 以ηSP /C－C及lnηr / C－C作图缺乏线性的影响因素：
(1) 温度的波动
一般而言，对于不同的溶剂和高聚物，温度的波动对粘度的影响不同。溶液粘度与温度的关系可以用Andraole方程η = A e B/RT表示，式中A与B对于给定的高聚物和溶剂是常数，R为气体常数。因此，这要求恒温槽具有很好的控温精度。
(2) 溶液的浓度
随着浓度的增加，高聚物分子链之间的距离逐渐缩短，因而分子链间作用力增大，当浓度超过一定限度时，高聚物溶液的ηSP /C或lnηr / C与C的关系不呈线性。通常选用ηr =1.2～
2.0的浓度范围。
(3)测定过程中因为毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管而影响流经时间。
4. 粘度测定中异常现象的近似处理。
在严格操作的情况下，有时会出现下图2-30-4所示的反常现象，目前不能清楚的解释其原因，只能作一些近似处理。式(7)物理意义明确，其中κ和ηSP /C值与高聚物结构(如高聚物的多分散性及高分子链的支化等)和形态有关；式(8)则基本上是数学运算式，含义不太明确。因此，图中的异常现象就应该以ηSP /C与C的关系为基准来求得高聚物溶液的特性粘度[η]。
图2-30-4 测定中的异常现象是示意图
七注意事项
1..粘度计必须洁净，高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计
2..粘度计要垂直放置。实验过程中不要振动粘度计。
3.每次向球中倒液体时不能留有气泡。
4..粘度计必须洁净，如毛细管壁上挂有水珠，需用洗液浸泡。
5.高聚物在溶剂中溶解缓慢，配制溶液时必须保证其完全溶解，否则会影响溶液起始浓度，而导致结果偏低。
6..本实验中溶液的稀释是直接在粘度计中进行的，所用溶剂必须先在与溶液所处同一恒温槽中恒温，然后用移液管准确量取并充分混合均匀方可测定。
7.测定时粘度计要垂直放置，否则影响结果曲准确性。
八讨论
1.高聚物相对分子质量的测定方法
（1）端基分析法（end-group analysis，简称EA）
如果线形高分子的化学结构明确而且链端带有可以用化学方法（如滴定）或物理方法（如放射性同位素测定）分析的基团，那么测定一定重量高聚物中端基的数目，即可用下式求得试样的数均相对分子质量。
式中：m－试样质量；Z－每条链上待测端基的数目；n－被测端基的摩尔数。
如果用其他方法测得，反过来可求出Z，对于支化高分子，支链数目应为Z－1。
（2）沸点升高和冰点降低法（boiling-point elevation,freezing-point depression）
利用稀溶液的依数性测定溶质相对分子质量的方法是经典的物理化学方法。对于高分子稀溶液，只有在无限稀的情况下才符合理想溶液的规律，因而必须在多个浓度下测ΔT b（沸点升高值）或ΔT f（冰点下降值），然后以ΔT/C对C作图，外推到c－>0时的值来计算相对分子质量。
式中：A2称第二维里系数。
（3）膜渗透压法（osmometry，简称OS）
当高分子溶液与纯溶剂倍半透膜隔开时，由于膜两边的化学位不等，发生了纯溶剂向高分子溶液的渗透。当渗透达到平衡时，纯溶剂的化学位应与溶液中溶剂的化学位相等，即
或
由Floy-Huggins理论，从Δμ1的表达式可以得到
由于C2项很小，可忽略，
式中：χ) A2表征了高分子与溶剂相互作用程度的大小。
对于良溶剂，χ1 ； 对于θ溶剂，χ1 ；对于非溶剂，χ1
因而测定高分子溶液的渗透压π后，不仅可得到 ，还可得到A 2、χ1、Δμ1等。若在不同温度下测A 2值，外推到A 2＝0可得到θ温度。
实验中有时发现第三维里系数A 3≠0，使对C 作图不成线性。此外改用下式：
以 对C 作图可得直线，从截距求 。
（4）气相渗透压法（vapor phase osmometry ，简称VPO ）
将溶液滴和溶剂滴同时悬吊在恒温T 0的纯溶剂的饱和蒸汽气氛下时，蒸汽相中的溶剂分子将向溶液滴凝聚，同时放出凝聚热；使溶液滴的温度升至T ，经过一定时间后两液滴达
到稳定的温差
， 被转换成电信号 ，而 与溶液中溶质的摩尔分数
成正比，
表2 各种平均摩尔质量测定法的比较
2.应用
（1）国内外用于血液粘度测定的方法主要分两大类，一类是毛细管粘度测定法，另一类是旋转式粘度测定法。
其测量粘度的原理是以一个能以不同转速主动旋转的物体，通过对被测液体的作用、带动与其有同轴心的另一个物体被动地旋转并产生一定大小的力阻，只要知道主动旋转物体的几何形状，旋转速度以及被动旋转物体所产生的力距大小，就可以计算出被测液体所受的切应力和产生的切变率，利用公式η＝τ/γ，即可计算出被测液体的粘度(式中η为粘度、τ为切应力、γ为切变率)。利用此原理制造的粘度计为旋转粘度计。目前常用的有锥板式粘度计和圆桶式粘度计。此类粘度计的主要结构为一旋转的圆桶或圆板和同轴心的内层圆桶或圆锥，两者之间狭窄的缝隙为被测液体样品，内层圆桶或圆锥靠金属扭丝K悬吊起来。此类粘度计的最大优点是可以通过改变旋转速度改变切变率，可以测量很广范围内切变率(0．04-4000S-1)下的液体粘度。此外，两旋转物体间缝隙很小，故很少的液体样品即可测量，并有很高的精确度，尤其适用于全血粘度的测量。
（2）还原粘度(reduced viscosity)：是全血粘度与红细胞比容的比值，其计算公式为：RV ＝ηb-1/Ht式中RV为还原粘度，η为全血粘度，Ht为红细胞比容。还原粘度实际是指红细胞为1％时的血液粘度，这样可排除比容因素对血液粘度的影响，便于分析其它因素对血液粘度的影响。
（3）橡胶工业常用剪切型黏度计（如门尼黏度计）和平行板式可可性黏度计（如威廉斯黏度计）等。黏度计广泛地应用于生产和科研中，在生产流程中则可用来连续测量和调节黏度，如润滑油的自动掺和，合成纤维、合成树脂等高分子材料聚合反应的终点控制等。黏度计种类繁多，在工业和平流程中应用的有工业毛细管黏度计、工业旋转黏度计、超声波黏度计和振球黏度计等。
3.实验改进
具体做法是将装有微型发光管和传感器的夹具A 和B 夹在粘度计E 和F 刻度线附近(见图1 ，具体位置要求并不严格)，利用单片机记录不同浓度高分子溶液流过时间，通过在单片机编写相应程序，自动计算和输出高分子溶液粘度及相关数据，包括高分子溶液的特性粘数和已知k 和|á 值时高分子的分子量。
2.1 流过时间读数的可重复性及解决办法
目前采用的粘度测定方法需要用人的眼睛判断液体的凹液面流过粘度计刻度线的准确时刻并且及时按下秒表，因此即便粘度计、溶液或溶剂以及恒温水浴准备和处理得当，流过时间的
测量值依旧不准确、不平行。对熟练的操作人员来说，读数误差不应该超过0.2s [1]。设计乌氏粘度计自动测量装置，必须要解决流过时间读数可重复性问题，为此笔者采取硬件和软件相结合的方法。硬件上，采用体积非常小的红外发射管和传感器，将其固定在夹具的同时利用小孔约束光路，这样既可以屏蔽外界光源的干扰，又可以减小传感器上信号电压的宽度(图2)。结果表明，硬件对提高实验精度所起的作用是非常有限的，为了解决流过时间读数可重复性问题，关键是需要对传感器输出电压信号进行处理。最初采用的是电平检测的方法，即在信号电压达因为计时起点和计时终点都相对滞后0.02s ，所以两者的差值，即流过时间并不受算法影响。单片机对信号电压量化采样的间隔是0.01s ，因此对计时起点和计时
终点采样的最大误差为0.005s ，整个计数过程的误差0.01s 。由此可见，从原理上讲，流过时间读数的精度和可重复性已经可以被提高10 倍以上。根据最新的报道[6]，装上光学器的自动计时装置的精度可以得到10 -3 s 。如果减小单片机对信号电压量化采样的间隔(如
0.001s)，则自动计时装置很容易达到该精度。
2.2 流过时间的测量结果及影响因素
图5 为利用自动测量装置测定得到的纯溶剂水在乌氏粘度计流过时间随测量次数的变化，从中可以看出，流过时间读数的最大值和最小值之间相差0.1s ，而且绝大部分数据点落在112.43s附近，说明使用自动测量装置，流过时间读数精度有所提高，但是并没有达到设计的精度0.01s 。本实验室所用水槽为敞开式的，和环境不断
进行热交换，而接触温度计也达不到设计值0.02 ℃，因此水槽温度的起伏有可能超过
0.02 ℃。根据对不同温度水在该乌氏粘度计流过时间测量结果，推算当水槽温度起伏为
0.1 ℃时，水流过时间的变化可以达到0.30s 左右。由此可见，图5 中流过时间随测量次数的增加而震荡起伏可能正是和水槽温度起伏相关。笔者曾经报道过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液粘度的测定结果[3]，使用乌氏粘度计自动测量装置，再次测定了25 ℃时PVP 水溶液的粘度。因为和以前实验所使用的粘度计不同，PVP 水溶液起始浓度也不相同，所以两次实验得到的流过时间数值没有可比
性，但是分别用外推法得到的特性粘数相差不到1%，说明乌氏粘度计自动测量装置完全可以被用来测定高分子溶液的粘度。
图5 25 ℃水的流过时间随测量次数的变化
Fig.5 Flow time of water versus times of repeated measurements at 25 ℃
通过在已有粘度测定设备基础之上增加一套袖珍的用单片机加以控制的数据采集和处理装置，即可自动测定高分子溶液的流过时间并由此计算高分子溶液的相对粘度和比浓粘度等。和化学通报2004 年第67 卷w87
5目前广泛使用的粘度测定设备相比较，乌氏粘度计自动测量装置显著降低了实验的周期，减轻了工作强度，提高了实验的精确度。如果能够更加有效地控制好水槽的温度，则粘度实验的精度有可能被进一步提高。
参考文献
[1] 钱人元. 高聚物的分子量测定. 北京: 科学出版社, 1958: 25~27.
[2] 杨海洋, 王妙锋, 朱平平等. 化学通报,2003, 66(6): 418~422.
[3] 杨海洋, 李浩, 朱平平等.化学通报,2002, 65(9): 631~634.
[4] 杨海洋, 朱平平, 任峰等. 化学通报,1999, 62(5): 47~49.
[5] H Yang, P Zhu, C Peng et al. Eur. Polym. J., 2001, 37: 1939~1942.
[6] K Nishida, K Kaji, T Kanaya et al. Polymer, 2002, 43: 1295~1300.
粘度法测定聚合物的粘均分子量 线型聚合物溶液的基本特性之一，是粘度比较大，并且其粘度值与分子量有关，因此可利用这一特性测定聚合物的分子量。粘度法尽管是一种相对的方法，但因其仪器设备简单，操作方便，分子量适用范围大，又有相当好的实验精确度，所以成为人们最常用的实验技术，在生产和科研中得到广泛的应用。 一、 实验目的 掌握粘度法测定聚合物分子量的原理及实验技术。 二、基本原理 聚合物溶液与小分子溶液不同，甚至在极稀的情况下，仍具有较大的粘度。粘度是分子运动时内摩擦力的量度，因溶液浓度增加，分子间相互作用力增加，运动时阻力就增大。表示聚合物溶液粘度和浓度关系的经验公式很多，最常用的是哈金斯（Huggins ）公式 2[][]sp k c c ηηη =+ --------------------------------------- (1) 在给定的体系中k 是一个常数，它表征溶液中高分子间和高分子与溶剂分子间的相互作用。另一个常用的式子是 2[][]ln r c c ηβηη =--------------------------------------- (2) 式中k 与β均为常数，其中k 称为哈金斯参数。对于柔性链聚合物良溶剂体系，k ＝1/3，k+β= l/2。如果溶剂变劣，k 变大；如果聚合物有支化，随支化度增高而显著增加。从（1）式和（2）式看出，如果用sp c η或ln r c η对c 作图并外 推到c →0（即无限稀释），两条直线会在纵坐标上交于一点，其共同截距即为 特性粘度[η]，如图1-1所示 0ln lim lim []sp r c c c c ηηη→→== ----------------------------------------(3) 图1-1
此标准操作程序适用于8546570数显粘度计。 2.职责： 实验室人员按此文件正确的使用和维护粘度计。 3.操作规程： 4.1.操作前准备 4.1.1.安装黏度计,调整仪器水平，使气泡位于圆圈中间。 4.1.2.拧下黏度计的保护帽,插上电源,开机。 4.2操作程序 4.2.1.使用程序 A. 将被测物放在容量为250ml的高型烧杯中，使物体表面成水平状态。 B. 根据测试要求选择适当的转子、转速来测定。 C. 将转子拧上，然后放入被测物的正中心，调节升降旋钮，使其与周围距离相等， 且转子的刻度线应与被测物的水平面平齐。 D. 按下指针控制杆，打开电机开关，转动变速旋转，调至试样规定转速数向上。 当数显表上指针超过满程时，关机，换上大一号转子测试。 E. 放松指针控制杆，使转子在试样中旋转，约待1分钟指针基本稳定某一数值时， 如转速慢时可不利用指针控制杆直接读数即可。如转速太快看不清时，按下指 针控制杆，再关闭电机开关读数。 F. 查阅粘度计上系数表即可得相应的粘度。 粘度计算方法：η=k.α 式中：η=绝对黏度 k=系数α=指针所指读数 D. 重复三次，取平均值。取下转子，清洗干净，拧上保护帽。关机。 4.2.2.校正程序 A.每月校正一次，根据被测样品的粘度范围，选择标准样品的黏度值。 B.将标准样品恒温到25度，选折合适的转子和转速。选择原则：标准样品的粘度 值/最大量程=10%∽100%。 C.测量标准样品的粘度值，并记录扭矩是否在10%∽100%之内，如不在，重新选择 转子和转速。 D.校正的成功标准：标准粘度样品测量值合格范围=标准值±（标准值/100 + 最 大量程/100），完成校正后在黏度计的校正记录表上作好记录。 E.如不符合要求，及时报修。 4.2.3.清洁频率：每周用棉布擦拭仪器表面，保持仪器干净整洁。 4.3. 安全操作注意事项 5.3.1.装卸转子时必须将接头处往上抬一下，避免仪器的枢轴针受到损害。
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 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*4 10 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*4 10~10 渗透压46 10~10 光散射47 10~10 起离心沉降及扩散47 10~10 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。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。 三、仪器药品 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 四、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 c，恒温5min，度计中，在C管处用洗耳球打气，使溶液混合均匀，浓度记为 1 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，
运动粘度测定法1）清洗玻璃毛细管粘度计； 2）将油品吸入玻璃毛细管粘度计； 3）将毛细管粘度计放入粘度测定器中； 4）开始计时； 5）十分钟后开始做实验； 6）从第一个刻度线开始计时，下面刻度线计时结束；7）记录时间（以秒为单位）； 8）重复三次实验，记录时间并计算平均值； 9）计算100℃或40℃的运动粘度：时间*粘度管系数。注意： 1）选择合适的粘度管； 2）吸入油品时不要有气泡进入； 3）观察是否堵管； 4）计算粘度时看清是哪个粘度管； 5）全浸式温度计的温度是否为100℃或40℃； 6）眼睛一定要平视刻度线时计时。
闪点的测定GB/T3536 闪点：在规定实验条件下，试验火焰引起试样蒸汽着火，并使火焰蔓延至液体表面的最低温度。 1）将试样装入试验杯至规定的刻度线； 2）开始加热，此时迅速升高试样的温度； 3）点燃实验火焰，并调节火焰直径为3.2mm~4.8mm； 4）当试样温度达到预期闪点前约56℃时减慢加热速度，使试样在达到闪点前的最后23℃左右时升温速度为5~6（℃/min）； 5）在预期闪点前至少23℃左右，开始用试验火焰扫划，温度每升高2℃扫划一次； 6）当在试样液面上的任何一点出现闪火时，立即记录温度计的温度读书，作为观察闪点； 注意： 1）试样装入试验杯时，是试样的弯月面顶部恰好位于试验杯的装样刻线； 2）温度计垂直放置，使其感温泡底部距试验杯底部6mm； 3）试验过如果试样表面形成一层膜，应把油膜拨到一边再继续试验；4）程中，避免他人在试验杯附近随意走动，以防扰乱试样蒸气；5）不要把有时在试验火焰周围产生的淡蓝色光环与真正的闪火相混淆。
实验报告 实验名称：粘度法测定高聚物的相对分子质量 2012级化学萃英班岳铁强 学号：320120925281 、
一、实验目的 1．测定聚乙烯醇的平均分子质量。 2．掌握乌氏粘度计测定粘度的方法。 二、实验原理 在高聚物分子质量的测定中，粘度法是一种常用的方法。他所用的仪器设备简单，操作方便，并有很好的实验精度，可测定分子质量范围为104-107的高聚物，因而在生产和科研中有十分广泛的应用。 高聚物溶液的粘度一般比较大，粘度值与其分子质量有关，通过测定粘度值就可以求出高聚物的分子质量。但由于高聚物多是分子质量大小不一的混合物，所以通常所测定的高聚物的分子质量，实际上是一个平均的分子质量。 高聚物的稀溶液，在一定条件下可以按照牛顿流体来处理。溶液在流动式，由于分子间的相互作用，产生了阻碍运动的内摩擦力，粘度就是这种内摩擦力的表现。高聚物稀溶液的粘度，主要反映了液体流动时的三个方面的内摩擦情况： 1.溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦； 2.高分子与高分子之间的内摩擦； 3.高分子与溶剂分子之间的内摩擦。 这三者的总和表现为高聚物溶液的粘度。记作η。其中纯溶剂分子之间的内摩擦表现出来的那部分粘度，记作η0，称为纯溶剂粘度。溶液粘度和纯溶剂年度的比值称之为相对粘度，记作ηr，ηr=η/η0,它反应的仍是溶液粘度的行为。（液体粘度的绝对值测定是很困难的。所以一般应用都测定相对粘度。）具体测定液体粘度的方法，主要有以下的几类： 1.液体在毛细管里的流出时间（毛细管法）。 2.圆球在液体里的下落速度（落球法）。 3.液体在同心轴圆柱体间相对转动的影响（转筒法）。 以上几类方法中，在测定高聚物的粘度时，以毛细管粘度计最为方便。液体在毛细管粘度计内因重力作用流出的时间和液体粘度的关系服从泊塞尔（PoisEuille）公式：
黏度法测高聚物分子量(最 终版) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
华 南 师 范 大 学 实 验 报 告 学生姓名 平璐璐 学 号 20132401179 专 业 化学(师范) 年级、班级 13级一班 课程名称 物理化学实验 实验项目 黏度法测定水溶性高聚物分子量 实验类型 □验证□设计□综合 实验时间 2016 年 4 月 7 日 实验指导老师 林晓明 实验评分 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。与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物，所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。 用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η 高聚物稀溶液的黏度（η）是流体在流动时摩擦力大小的反映，这种流动过程中的内摩擦力主要有：纯溶剂间的内摩擦，也就是纯溶剂的粘度，记作η0，高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，以及高聚物分子间的内摩擦。这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明，在相同温度下，η> η0，相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比 粘度，记作 sp η, 0sp r 00 11 ηηη ηηηη-= =-=- r η称为相对粘度，即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。 高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大，为了便于比较，定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度，定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。当溶液溶液无限稀释，高聚物分子彼此相隔甚远，其相互作用可以忽略不计。此时比浓粘度趋近于一个极限值，即： [η]称为特性粘度，在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c 和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系（关系公式）：
实验十 粘度法测定聚合物的分子量 一、 实验目的 掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法并计算粘均分子量M η。 二、 实验原理 高分子溶液具有比纯溶剂高得多的粘度，其粘度大小与高聚物分子的大小、形状、溶剂性质以及溶液运动时大分子的取向等因素有关。因此，利用高分子粘度法测定高聚物的分子量基于以下经验式： Mark 经验式： 式中：[η]－特性粘数 M －粘均分子量 K －比例常数 α－与分子形状有关的经验参数 K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关，也和分子量大小有关。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］。 粘度除与分子量有密切关系外，对溶液浓度也有很大的依赖性，故实验中首先要消除浓度对粘度的影响，常以如下两个经验公式表达粘度对浓度的依赖关系： []α ηKM =（10-2） （10-3） （10-1）
式中：r η－相对粘度 sp η－增比粘度 sp η/c －比浓粘度 c －溶液浓度 βκ,－均为常数 1-=r sp ηη （10-5） 式中：t －溶液流出时间，0t －纯溶剂流出时间 显然 ][η即是聚合物溶液的特性粘数，和浓度无关，由此可知，若以c sp /η和 c sp /ln η分别对c 作图，则它们外推到 0→c 的截距应重合于一点，其值等于][η。 ln r ηsp C η或 C 图1 外推法求[η]值 图10-1 外推法求][η值 三、仪器和试剂 试剂：聚乙烯醇，蒸馏水 []c c r c sp c ηηηln lim lim 0 →→==（10-4） （10-6）
华 南 师 范 大 学 实 验 报 告 学生姓名 平璐璐 学 号 20132401179 专 业 化学(师范) 年级、班级 13级一班 课程名称 物理化学实验 实验项目 黏度法测定水溶性高聚物分子量 实验类型 □验证□设计□综合 实验时间 2016 年 4 月 7 日 实验指导老师 林晓明 实验评分 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。与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物，所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。 用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η 高聚物稀溶液的黏度（η）是流体在流动时摩擦力大小的反映，这种流动过程中的内摩擦力主要有：纯溶剂间的内摩擦，也就是纯溶剂的粘度，记作η0，高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，以及高聚物分子间的内摩擦。这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明，在相同温度下，η> η0，相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘 度，记作 sp η, 0sp r 00 11 ηηη ηηηη-= =-=- r η称为相对粘度，即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。 高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大，为了便于比较，定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度，定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。当溶液溶液无限稀释，高聚物分子彼此相隔甚远，其相互作用可以忽略不计。此时比浓粘度趋近于一个极限值，即： [η]称为特性粘度，在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c 和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系（关系公式）：
粘度的主要测定方法 对粘度测定有：运动粘度、动力粘度、和条件粘度三种测定方法。下面简单介绍一下 (1)运动粘度：在温度t℃时，运动粘度用符号γ表示，在国际单位制中，运动粘度单位为斯，即每秒平方米(m2/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度，运动粘度的测定采用逆流法 (2)动力粘度：ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工业上动力粘度单位用泊来表示。 (3)条件粘度：指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度，各国通常用的条件粘度有以下三种： ①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度to时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘度的单位为条件度。 ②雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。 ③赛氏粘度，即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样，在规定温度(如100oF、F210oF 或122oF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
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（单位为或）。特性粘度[η]可以作为高分子化合 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，（ln）/ 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，（ln）/c对c作图，也得一条直线，其截距也等于[η]，见图S3-1。
[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式表 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S3-2 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 求溶剂的流过的时间不小于100s。但毛细管直径不宜小于0.5mm，否则测定或洗涤时容易堵塞。球F的容 积应为B管中a刻度至球F底体积的8～10倍，则在测定过程中可以使溶液稀释至起始浓度的五分之一左右。 为使球F不致过大，球E的体积以4～5mL为宜。此外球D至球F底端的距离，应尽量小些。由于粘度计由玻 璃吹制而成，其三根支管很容易折断，使用时应特别小心。 液体在毛细管粘度计中因重力作用而流动时遵守泊索利方程。当考虑动能的影响，更完全的公式可写为： 式中m为毛细管末端校正系数，是一个接近于1的仪器常数，视毛细管两端处液体流动情况而异，通 常m值约为1.12。对于指定的粘度计，上式中许多参数是一定的，则此式可写为下列形式：
粘度测试标准大全 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
GB 265-1988 石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法.pdf GB-T 10247-1988 粘度测试方法.pdf GB-T 11137-1989 深色石油产品运动粘度测定法(逆流法)和动力粘度计算法.pdf GB-T 11145-1989 车用流体润滑剂低温粘度测定法(勃罗克费尔特粘度计法).pdf GB-T 11409.8-1989 橡胶防老剂、硫化促进剂粘度的测定方法(旋转粘度计法).pdf GB-T 11543-1989 表面活性剂中、高粘度乳液的特性测试及其乳化能力的评定方法.pdf GB-T 12004.3-1989 聚氯乙烯增塑糊表观粘度测定方法.pdf GB/T 21989-2008塑料聚氯乙烯糊用Severs流变仪测定表观黏度 GB-T 12005.10-1992 聚丙烯酰胺分子量测定粘度法.pdf GB-T 12008.8-1992聚醚多元醇的粘度测定.pdf GB-T 12009.3-1989多亚甲基多苯基异氰酸酯粘度测定方法.pdf GB-T 12010.3-1989 聚乙烯醇树脂粘度测定方法.pdf GB-T 12029.2-1989 洗涤剂用羧甲基纤维素钠粘度的测定.pdf GB-T 12098-1989 淀粉粘度测定方法.pdf GB-T 1232.1-2000 未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第1部分：门尼粘度的测定.pdf
GB-T 1233-1992 橡胶胶料初期硫化特性的测定门尼粘度计法.pdf GB-T 13217.4-1991 凹版塑料油墨检验方法粘度检验.pdf GB-T 14074.3-1993 木材胶粘剂及其树脂检验方法粘度测定法.pdf GB-T 14235.8-1993 熔模铸造模料粘度测定方法.pdf GB-T 14490-1993 谷物及淀粉糊化特性测定法粘度仪法.pdf GB-T 14797.2-1993 浓缩天然胶乳硫化胶乳粘度的测定.pdf GB-T 14906-1994 内燃机油粘度分类.pdf GB-T 15357-1994 表面活性剂和洗涤剂旋转粘度计测定液体产品的粘度.pdf GB-T 1660-1982增塑剂运动粘度的测定(品氏法) .pdf GB-T 1661-1982 增塑剂运动粘度的测定(恩氏法) .pdf GB-T 1723-1993 涂料粘度测定法.pdf GB-T 17282-1998根据运动粘度确定石油分子量(相对分子质量)的方法.pdf GB-T 17473.5-1998 厚膜微电子技术用贵金属浆料测试方法粘度测定.pdf GB-T 17477-1998 驱动桥和手动变速器润滑剂粘度分类.pdf GB-T 1841-1980 聚烯烃树脂稀溶液粘度试验方法.pdf GB-T 1995-1998 石油产品粘度指数计算法.pdf
黏度测定法_（中国药品检验标准操作规范）_（2010年版） 黏度测定法 1 简述 黏度系指流体对流动的阻抗能力，《中国药典》2010年版二部附录ⅥG中以动力黏度、运动黏度或特性黏数表示。 液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm2平面上所需剪应力的大小，称为动力黏度η，以Pa·s为单位。在相同温度下，液体的动力黏度与其密度（kg/m3）的比值，再乘以10-6，即得该液体的运动黏度[ν]，以mm2/s为单位。高聚物稀溶液的相对黏度的对数值与其浓度的比值，称为特性黏数[η]。 第一法用平氏黏度计测定运动黏度或动力黏度 1 简述 1.1 本法系用相对法测量一定体积的液体在重力作用下流经毛细管所需时间，以求得液体的运动黏度或动力黏度。 1.2 本法适用于测定牛顿流体（如纯液体和低分子物质的溶液）的动力黏度或运动黏度。 2 仪器与用具 2.1 平氏黏度计（见《中国药典》2010年版二部附录ⅥG中的附图1），毛细管内径有0.8mm±0.05mm，1.0mm±0.05mm，1.2mm ±0.05mm，1.5mm±0.1mm或2.0mm±0.1mm多种，可根据各品种项下规定选用（流出时间应不小于200s）。 2.2 恒温水浴直径30cm以上、高40cm以上的玻璃缸或有机
玻璃缸，附有电动搅拌器及电热装置，除另有规定外，恒温精度±0.1℃。 2.3 温度计分度0.1℃，经周期检定。 2.4 秒表分度0.2s，经周期检定。 3 操作方法 3.1 黏度计的清洗和干燥取黏度计，置铬酸洗液中浸泡2h以上（沾有油渍者，应依次先用三氯甲烷或汽油、乙醇、自来水洗涤晾干后，再用铬酸洗液浸泡6h以上），自来水冲洗至内壁不挂水珠，再用水洗3次120℃干燥，备用。 3.2 按各品种项下规定的测定温度调整恒温水浴温度。 3.3 取黏度计，在支管F上连接一橡皮管，用手指堵住管口2，倒置黏度计，将管口!插入供试品（或供试溶液）中，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球C与A并达到测定线m2处，提出黏度计并迅速倒转，抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管接于管口1上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中，并使水浴的液面高于球C的中部，放置15min后，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球A并超过测定线m1，开放橡皮管口，使供试品在管内自然下落，用秒表准确记录液面自测定线m1下降至测定线m2处的流出时间；依法重复测定3次以上，每次测定值与平均值的差值不得超过平均值的±5%。 另取一份供试品同样操作，并重复测定3次以上。 以先后两次取样测得的总平均值按公式计算，即得。 3.4 测定动力黏度时，按“相对密度测定法”标准操作规程测
粘度法测定水溶性高聚物黏均摩尔质量 1 引言 实验目的： 1) 掌握粘度法测定聚合物分子量的基本原理。 2) 测定聚乙烯基吡咯烷酮的黏均摩尔质量 实验原理： 1) 定义：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 = η ηη。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0 sp r 0 -= =-1ηηηηη。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 c ηη。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 c ηη。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 sp r c 0 c 0ln lim lim c c ηηη→→［］＝＝ 2) 公式：对于给定的聚合物在给定的溶剂和温度下，［η］的数值仅由试样的摩尔质量M α η 所决 定。［η］与高聚物摩尔质量之间的关系，通常用带有两个参数的Mark —Houwink 经验方程式来表示：即 []K M α η η=? 式中：K ――比例常数； α――扩张因子，与溶液中聚合物分子的形态有关； M η――粘均摩尔质量 在一定温度下，聚合物溶液粘度对浓度有一定的依赖关系。描述溶液粘度与浓度关系的方程式很多，应用较多的有：哈金斯（Huggins ）方程 sp 2 k c c ηηη＝［］＋［］ 和克拉默（Kraemer ）方程 2r ln c c ηηβη＝［］－［ ］
实验报告 课程名称：_______________________________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称：_______________________________实验类型：________________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1. 掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液黏度的原理和方法。 2. 测定线型聚合物聚乙二醇的黏均相对分子质量。 二、实验内容和原理 聚合物溶液在流动时受到较大的内摩擦阻力。黏性液体在流动过程中所受阻力的大小可用黏度系数来表示。黏度分绝对黏度和相对黏度。绝对黏度有两种表示方法：动力黏度和运动黏度。 纯溶剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力，记为ηo 。聚合物溶液的黏度η则是聚合物分子间的内摩擦、聚合物分子与溶剂分子间的内摩擦及ηo 之和。温度相同时，通常η＞ηo ，其增比黏度记为ηsp 。溶液粘度与纯溶剂黏度的比值称作相对黏度ηr ，即ηr =η/ηo 。故ηsp =ηr -1。 聚合物溶液ηsp 往往随c 的增加而增加。当溶液无线稀释时，有 lim ηsp /c=lim ln(ηr /c)=[ η] [ η]为特性黏度 若聚合物溶液足够稀，则：ηsp /c=[ η]+ κ[ η]2c ln(ηr /c)= [ η]- β[ η]2c 由ηsp /c 或ln(ηr /c)对c 作图可得[ η]。 [ η]与聚合物相对分子质量间有如下关系： [ η]=K （M η）α M η是黏均相对分子质量 本实验采用毛细管法测定黏度。当液体在重力作用下流经毛细管时，遵循Poiseuiole 定律： 用同一黏度计在相同条件下测定两个液体黏度时： 若已知η1，可求得η2 当c ＜1×10kg/m3时，有ηr =η/ηo =t/t o 三、 主要仪器设备 仪器：恒温槽1套；乌氏粘度计1支；100ml 容量瓶5只；秒表1只。 试剂：聚乙二醇（AR ）；去离子水。 专业：_______________ 姓名：________________ 学号：________________ 日期：________________ 地点：________________
一．气泡法 测定粘度的方法与仪器甚多，在这里只介绍气泡法（加氏粘度Gardner-Holdt Viscosity Standard)及简单落球法，因为它们对测定油脂的粘度具有一定的经典性。 (一)器具。 (1)恒温水浴，25℃±0．5℃。并附有试管架，以放置加氏粘度管。 (2)加氏粘度标准(管)，其数值有表可查。 (3)加氏粘度管是五色玻璃制的上下均匀一致的平底管子，其内径为10．65±0．025毫米，内长为113土0。05毫米。外部离开口6毫米处有一个刻度线，离开口13毫米处又有一刻度，两个刻度间的距离为8毫米。 (4)软木塞。 (二)方法。 在洁净的加氏粘度管中装入油样，装的高度应在离管口13毫米的刻度处，将软木塞盖上，塞入的深度应在离管口5毫米的刻度处，这样就可形成一个约8毫米的气泡。 将装有油样的加氏粘度管与加氏粘度标准(管)一起置于试管架上，浸于水浴中，10分钟后将管子翻转，此时管中气泡就自动上升。如此反复数次，以取得可靠结果。如果油样的气泡上升速度与某一支加氏粘度标准(管)的气泡速度相同，则此油样的粘度即为该加氏粘度标准(管)的数值。 (三)注意事项与说明。 1．装入油样的加氏粘度管中的气泡应与加氏粘度标准(管中的气泡大小相等，此点相当重要。 2．加氏粘度标准(管)很多，测定时最好挑几个与油样粘度接近的标准，以免徒劳。 3．如果油样的气泡速度在两个加氏粘度标准(管)之间，例如在M和N之间，且正好是二者之一半，则可记为M1／2，以此类推。 4．加氏粘度标准(管)是一套约有70支管子的标准。这是在一套同一个规格的玻璃管内封入不同粘度液体的标准。 5．如果测定油墨用的油溶型硬树脂的粘度，则可将一份固体树脂和二份精漂亚麻油在低温(例如200℃)时溶解透明。然后在25℃时进行测定。 6．水型连结料的粘度随pH随变化而有很大的出入，应加注意。 二、简单落球法 (一)器具。 (1)100毫升量筒。 (2)玻璃皿水浴。 (3)l00℃温度计。 (4)秒表。 （5)钢珠，直径2毫米，比重7.8。 (二)方法。 在量筒上做两个记号（刻度线），使两者的距离为18毫米，然后在量筒中倒入油样，将量简置于25℃的水浴中，待油样温度与水浴温度平衡后，即可进行测定。 用镊子夹住钢珠(球)将其投于量简中，当钢珠抵达上刻度时，立即开启秒表，当钢珠抵达下刻度时，立即关闭秒表。 钢珠经上刻度至下刻度的时间，即为该油样的粘度，以秒计。 测定应反复进行多次，取其平均值。 (三)注意事项与说明。 1．钢珠应洁净无污，镊子亦需干净。 2．水浴最好能连接自控装置，以保证准确。
华 南 师 大 学 实 验 报 告 学生姓名 平璐璐 学 号 专 业 化学(师范) 年级、班级 13级一班 课程名称 物理化学实验 实验项目 黏度法测定水溶性高聚物分子量 实验类型 □验证□设计□综合 实验时间 2016 年 4 月 7 日 实验指导老师 林晓明 实验评分 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。与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物，所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。 用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η 高聚物稀溶液的黏度（η）是流体在流动时摩擦力大小的反映，这种流动过程中的内摩擦力主要有：纯溶剂间的内摩擦，也就是纯溶剂的粘度，记作η0，高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，以及高聚物分子间的内摩擦。这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明，在相同温度下，η> η0，相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘 度，记作 sp η, 0sp r 00 11 ηηη ηηηη-= =-=- r η称为相对粘度，即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。 高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大，为了便于比较，定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度，定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。当溶液溶液无限稀释，高聚物分子彼此相隔甚远，其相互作用可以忽略不计。此时比浓粘度趋近于一个极限值，即： [η]称为特性粘度，在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c 和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系（关系公式）： [][]2 sp K c c ηηη=+ [][]2 r ln B c c ηηη=-
粘度法测定高聚物分子量 ——东华大学 一、实验目的 高聚物的分子量就是高分子材料最基本的结构参数之一。在科学研究与生产实践中,高聚物分子量对其加工成型以及产品的物理性能有着极其密切的联系,因此高聚物分子量的测定就是鉴定高聚物性能的一个重要项目。 通过本实验应达到以下目的: 1、理解稀释粘度法测定高聚物分子量的基本原理; 2、掌握本测定的方法; 3、学会外推法作图求[η]、K H 、K K 值: 4、掌握测定粘度的动能校正方法 二、实验原理 高聚物的分子量具有多分散性,无论用何种方法所测得的分子量,均为平均分子量。测定高聚物分子量的方法有多种,如端基测定法、渗透法、光散射法、超速离心法与粘度法等。由于粘度法的设备简单,操作方便,因此应用最为普遍。但粘度法并非绝对的测定方法,根据大量的实验证明,马克(Mark)提出更符合于实验结果的非线形方程式: []αηKM =(1) 该式实用性很广,式中K 、α值主要依赖于大分子在溶液中的形态。无规线团形状的大分子在不良溶剂中呈十分蜷曲的形状,α为0、5~0、8;在良的溶剂中,大分子因溶剂化而较为舒展,α为0、8～l;而对硬棒状分子,α＞1。关于某一高聚物溶剂系的K 、α值的具体测量,可将(1)式两边取对数,得: []M K lg lg lg αη+= (2) 此为直线方程。从直线的斜率可求出,从截距可求出K 。一般采用的方法就是将样 品经分级,测定其各分级的[η],用直接方法 (如渗透压法、光散射法、超速离心法等)测定相应分子量就可作出lg[η]与lgM 的线性关系图,如图1所示。由直线的截距,斜率lgK 可求出K 与α值。 若干高聚物溶剂体系的K 、α值,文献上发表很多,对涤纶在苯酚/四氯乙烷(1:1)体系中,温度25oC 时: []82.04101.2M -?=η (3) 用(3)式计算涤纶分子量中,必需用实验求出溶液的特性粘度[η] 。其定义就是当溶液 M lg[
旋转粘度计原理及操作 一、定义：液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。 二、分析煤浆粘度的目的：水煤浆粘度是气化炉运行中很重要的一项工艺指标，在正常生产中要求水煤浆的粘度在1200mp.s。煤浆粘度值低，煤浆不稳定，易分层生产沉淀，容易堵管道，影响生产的正常运行；煤浆粘度值高，煤浆管道阻力大，煤浆泵打量受限，易造成跳车，同样会影响生产的正常运行。 三、测定原理：通过一个经校验过的铍-铜合金的弹簧带动一个转子在流体中持续旋转，旋转扭矩传感器测得弹簧的扭变程度即扭矩，它与浸入样品中的转子被粘性拖拉形成的阻力成比例，扭矩因而与液体的粘度也成正比。 DV-I+型粘度计测定相当广范围的液体粘度，粘度范围与转子的大小和形状以及转速的有关。因为，对应于一个特定的转子，在流体中转动而产生的扭转力一定的情况下，流体的实际粘度与转子的转速成反比，而剪切应力与转子的形状和大小均有关系。对于一个粘度已知的液体，弹簧的扭转角会随着转子转动的速度和转子几何尺寸的增加而增加，所以在测定低粘度液体时，使用大体积的转子和高转速组合；相反，测定高粘度的液体时，则用细小转子和低转速组合。 DV-I+型粘度计采用液晶显示，显示信息包括粘度、扭矩、转子号/转速、温度（用可选件RTD 温度探针时有显示）等。0-10mV 和0-1V 的模拟信号输出端口可用于连接外部显示器件和图表绘制仪。 四、控制面板介绍 1. UP ARROW：上箭头，用于选择转速，转子，以及其他选项。 2. DOWN ARROW：下箭头，用于选择转速，转子，以及其他选项。 3. MOTOR ON/OFF：开关电机。 4. SET SPEED：转速设定。 5. AUTO RANGE ：显示当前转子/转速组合下，可测量的粘度最大值。 6. SELECT SPINDLE：按第一下进入转子设定模式，通过上下箭头选择合适的转子编号，再按第二下确定。 五、操作说明 1、自动校零。在读数之前，粘度计必须先进行自动校零。每当电源开关关掉以后，重新使用仪器时都要进行这一步骤。粘度计的显示屏会引导你用下面的步骤进行操作： 打开粘度计主机后面的电源开关。然后显示屏出现图 1 的信息。粘度测量的范围显示在 2、选择转子 将转子旋接到粘度计的连接头上，注意它是左手螺旋线方向的。在连接转子时要注意保 护粘度计的连接头，并用一只手轻轻提起它，这样可以避免枢轴针和宝石轴承的强烈碰撞和 摩擦。转子的螺帽和粘度计的螺纹连接头要保持光滑和清洁，以避免转子转动不正常。可以通过转子螺帽上的数字识别转子的型号。注意：当电源关掉时，DV-I+粘度计会将当前使用的转子号保存下来，成为下次开机时的默认转子号。 按“SELECT SPINDLE”键就会显示当前的转子号而不是温度，字母S 开始闪动，持续 三秒钟。如果在S 闪动时按上、下箭头键，S 右边的两位数的转子号码就会随之变化（按上箭头使转子号增大，按下箭头使转子号减小）。如果按住箭头键不放，一连串的转子号就会滚动直到放松按键或到达转子号滚动条的最顶端或最低端。 当所想设定的转子号出现时，放松箭头键暂停滚动。此时再按一次“SELECT SPINDLE”键，就可确认你所选择的转子号。注意：在闪烁停止之前要按“SELECT SPINDLE”键约三秒来进行确认。这样DV-I+就可以用新的转子号来进行计算了。
粘度法测定高聚物的分子量 [适用对象]药学、药物制剂、中药学、制药工程、中药学（国际交流方向）、生物工程专业[实验学时] 4学时 一、实验目的 1、掌握粘度法测定高聚物相对分子质量的原理。 2、用乌氏粘度计测定聚乙烯醇的特性粘度，计算聚乙烯醇的粘均相对分子质量。 二、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的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。其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η η>η0,相对于溶剂，溶液粘度增加0三者之和。在相同温度下，通常 的分数称为增比粘度，记作ηsp，即 ηsp=（η-η0）/η0
而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度，记作ηr ，即 ηr =η/η0 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1n ηr /C 则称为比浓粘度。当溶液无限稀释时，高聚物分子彼此相 隔甚远，它们的相互作用可忽略，此时有关系式 [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η sp 均是无因次量，所以[η]的单位是质量浓度C 单位的倒数。 在足够稀的高聚物溶液里，ηsp /C 与C 和ln ηr /C 与C 之间分别符 合下述经验关系式： ηsp /C=[η]+κ[η]2C ln ηr /C=[η]-β[η]2C 上两式中κ和β分别称为Huggins 和 Kramer 常数。这是两直线方程，通过ηsp /C 对C 或ln ηr /C 对C 作图，外推至C=0时所 得截距即为[η]。显然，对于同一高聚物， 由两线性方程作图外推所得截距交于同一点，如右图所示。 ηsp /C 或ln ηr /C []ηηη==→→c c r c sp c ln lim lim 00