高分子相对分子量的测定
粘度法测定高聚物的相对分子量
高分子物理实验报告粘度法测定高聚物的相对分子量一、实验目的1.掌握粘度法测定高聚物相对分子质量的基本原理。
2.学习和掌握用乌式粘度计测定高分子溶液粘度的实验技术以及实验数据的处理方法。
3.用乌式粘度计测定聚乙烯醇溶液的特性粘度,并求出聚乙烯醇试样的粘均相对分子质量。
二、实验原理线型高分子溶液的基本特点之一是粘度比较大,并且其粘度值与平均相对分子质量有关,利用这一点可以测定高聚物的平均相对分子质量。
1.特性粘度与高聚物相对分子质量的关系:[]K Mαη=η式中Mη为高聚物的粘均相对分子质量:K、α为经验常数,它们的值与高聚物-溶剂体系及温度有关,与高聚物相对分子质量的范围也有一定的关系。
2.粘度测定:对于高分子溶液的粘度测定,以毛细管粘度计最为方便。
液体在毛细管中因自身重力作用而向下流动时的关系式为:488hgR t mV LV Ltπρρηπ=-BAt tηρ=-第二项代表重力的一部分转化成了流出液体的动能,称为"动能修正项"。
00r B At t BAt t ρηρ-=-式中,ρo 、t 0分别表示纯溶剂的密度和流出时间。
当毛细管太粗,使溶剂流出时间小于l00s,或者溶剂的比密粘度(η/ρ)太小时,必须考虑动能修正项。
因为所测高分子溶液的浓度通常很稀(c<0.01g/mL),溶液的密度与溶剂的密度近似相等(ρ≈ρo ),所以可以简化为:r tt η=3. "一点法"求特性粘度。
对于一般的线型柔性高分子-良溶剂体系,''0.30.4,12k k β≈+≈联立式可得到一个"一点法"计算特性粘度的公式:[]η≈ 而对于一些支化或刚性高分子-溶剂体系,'k β+偏离12较大,此时可令'k γ=,并假设与相对分子质量无关,可推得另一个"一点法"计算特性粘度的公式:[]()ln 1sp rcηγηηγ+=+在某一温度下,先用稀释法确定了γ值之后,就可通过式子用"一点法"计算相对分子质量。
分子量测定
分子量测定简介分子量（molecular weight）是指化合物中所有原子的相对质量总和。
分子量的测定是化学实验中常见的基本实验之一。
确定分子量可以帮助化学家了解化合物的结构和性质，从而更好地研究和应用化学物质。
在本文档中，我将介绍几种常用的方法来测定分子量。
1. 水蒸气密度法水蒸气密度法是一种常用且简便的测定分子量的方法。
该方法基于气体混合物在一定条件下的分子量比例关系。
通过测量气体混合物和纯净水蒸气的密度，可以计算出气体的分子量。
具体操作步骤如下：1.准备一个空气密度标准装置，该装置包括一个准确测量体积的玻璃管和一个可以控制温度和压力的装置。
2.将待测气体通过减压装置注入标准装置中，同时将水蒸气注入玻璃管。
待混合物达到平衡后，记录下温度和压力。
3.测量混合物的总体积，并记录下来。
4.根据实验参数计算气体的分子量。
2. 比色法比色法是通过测量溶液吸收特定波长的光的强度来确定溶液中物质的浓度，从而计算出分子量。
该方法适用于色谱法、光谱法、红外法等多种分析方法。
具体操作步骤如下：1.选取一款适用于目标溶液的比色计，调整仪器参数并进行校准。
2.将待测溶液转移到比色计中，使用已知浓度的溶液进行参比。
3.调整比色计的检测波长为目标物质的吸收峰波长。
4.测量目标溶液和参比溶液的吸光度，并计算出溶液的浓度。
5.根据溶液的浓度和溶质的摩尔浓度关系，计算出分子量。
3. 粘度法粘度法是一种利用溶液的粘度来测定溶质分子量的方法。
该方法适用于高分子化合物或具有高浓度的分子溶液。
具体操作步骤如下：1.准备一个稳定的粘度计和测量装置。
2.将待测溶液放入粘度计中，注意保持稳定和恒定的温度。
3.测量溶液的粘度，并记录下温度和压力。
4.对已知浓度的相似溶液进行对比测量，计算出待测溶液的相对粘度。
5.根据分子量与溶液相对粘度的关系，计算出分子量。
4. 凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography, GPC）是一种常用于高分子化合物分子量测定的方法。
粘度法测定高聚物分子量实验报告
粘度法测定高聚物分子量实验报告篇一：粘度法测定高聚物的相对分子质量实验报告课程名称：大学化学实验P 指导老师：成绩：__________________ 实验名称：黏度法测定高聚物的相对分子质量实验类型：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的1、掌握用乌氏黏度计测定聚合物溶液黏度的原理和方法。
2、测定聚合物聚乙二醇的黏均相对分子质量。
二、实验原理聚合物溶液的特点是黏度特别大，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。
黏性液体在流动过程中，必须克服内摩擦阻力而做功。
黏性液体在流动过程中所受阻力的大小可用黏度系数（简称黏度）来表示（kg·m-1·s-1）。
纯溶剂黏度反映了溶剂分子间的内摩擦力，记作η0，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以及η0三者之和。
在相同温度下，通常η>η0,相对于溶剂，溶液黏度增加的分数称为增比黏度，记作ηsp，即ηsp=（η-η0）/η0 溶液黏度与纯溶剂黏度的比值称作相对黏度，记作ηr，即ηr=η/η0ηr反映的也是溶液的黏度行为；而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应，仅反映了聚合物分子与溶剂分子间和聚合物分子间的内摩擦效应。
聚合物溶液的增比黏度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黏度ηsp /C称为比浓黏度，而1nηr/C则称为比浓黏度。
当溶液无限稀释时，聚合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limc?0spclimrcc?0[η]称为特性黏度，它反映的是无限稀释溶液中聚合物分子与溶剂分子间的内摩擦，其值取决于溶剂的性质及聚合物分子的大小和形态。
第七章 GPC测试高分子的分子量及其分布解读
4
5 6 7 8
16.888
17.476 18.032 18.495 19.005
100000
48000 23700 12200 5800
常用线性拟合或者三次方拟合
对于线性校正曲线可用下列
方程表示：lgM=A－BT
凝胶渗透色谱图 (chromatogram) 如图1所示：
如果把淋出体积换算成分子量，就成为分子量分布曲 线图2所示：
级。
1. 利用高分子在溶液中的分子运动性质测定分子量分布 2. 利用高分子溶解度与其分子量之间的依赖关系进行分 3. 利用高分子流体力学体积的不同测定分子量分布，即
凝胶色谱法。
凝胶色谱法(Gel Permeation Chromatography，简称GPC)
凝胶色谱法（又称凝胶渗透色谱）是目前最广
这种不考虑溶质和载体之间的吸附效应以及溶
质在流动相和固定相之间的分配效应，淋出体 积仅仅由溶质分子大小和载体孔尺寸决定，分 离完全是由于体积排除效应所致，故称为体积 排除机理。
GPC两个术语
排阻极限
MW与V之间的关系
渗透极限
GPC柱
GPC 理想 校正 曲线
排阻极限
排阻极限是指不能进入凝胶颗粒孔穴内部的最小分子 的分子量。所有大于排阻极限的分子都不能进入凝胶颗粒 内部，直接从凝胶颗粒外流出，所以它们同时被最先洗脱 出来。排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量， 大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。
样品 大 填充物颗粒
简单吧！
中孔性载体的色谱柱。最先
被采用的载体是苯乙烯和二乙烯基苯共聚的交联聚苯乙 烯凝胶球。球的表面和内部含有大量彼此贯穿的孔，孔 的内径大小不等。随后又发展了许多其他类型的凝胶以 及各种无机多孔材料，如多孔硅球和多孔玻璃等。
黏度法测高聚物的相对分子量
粘度法测高聚物的相对分子量一、实验目的1、测定聚丙烯酰胺的相对分子质量；2、掌握乌贝路德粘度计测定高聚物的基本原理和方法。
二、基本原理高聚物稀溶液的粘度，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。
三者只和表现为溶液的粘度η。
在统一温度下，一般来说η﹥η0。
相对于溶剂，其溶液的粘度增加的分数，称为增比粘度，记作ηsp ，即00sp ηηηη-=而溶液的粘度与纯溶剂粘度的比值成为相对粘度，记作ηr ，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。
二者关系为sp r 011ηηηη=-=- 对于高分子溶液，增比粘度ηsp 往往随溶液的浓度c 增加而增加。
为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比粘度，即ηsp /c 称为比浓黏度；而㏑ηr /c 称为比浓对数粘度。
ηsp 和ηr 都是物因次的量。
为了进一步消除高聚物分子间的内摩擦效应，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计。
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。
这一粘度的极限值即为[]0limspc cηη→=[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，它们之间的半经验公式可以用Mark Houwink 方程式表示：[]K M αη=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、聚合物和溶剂性质有关，在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。
本实验采用方便快捷的乌贝路德粘度计对溶液粘度进行测定。
根据所得数据，采用外推法以得出溶液粘度。
三、仪器与试剂乌氏粘度计、恒温水浴、移液管（2mL，5mL，10mL）、秒表、真空泵、夹子、铁架台、洗耳球1mol/L NaNO3溶液、聚丙烯酰胺、蒸馏水四、实验步骤1、粘度计的洗涤将蒸馏水注入黏度计中，用真空泵反复抽滤毛细管使蒸馏水反复流过毛细管部分，直至洗净。
粘度法测分子量
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。
高分子的相对分子质量
高分子的相对分子质量1. 介绍高分子是由许多重复单元组成的大分子化合物。
在化学领域中，一个重要的概念是相对分子质量，也称为分子量。
它提供了一个评估分子大小的指标。
相对分子质量在高分子化学中同样适用。
在本文中，我们将深入探讨高分子的相对分子质量及其计算方法。
2. 相对分子质量的定义相对分子质量是指分子中所有原子的相对质量总和。
对于高分子来说，它表示了高分子链中所有单元的质量总和。
相对分子质量通常用字母M表示。
3. 高分子相对分子质量的计算方法高分子的相对分子质量可以通过以下公式计算：M = m/n其中，M是相对分子质量，m是高分子的质量，n是高分子中重复单元的个数。
该公式的推导基于一个假设：每个重复单元具有相同的质量。
4. 高分子链中的重复单元在高分子中，重复单元是指形成高分子链的基本单元。
不同类型的高分子具有不同的重复单元。
例如聚乙烯的重复单元是乙烯分子，聚苯乙烯的重复单元是苯乙烯分子。
5. 高分子的相对分子质量与分子量在化学中，相对分子质量和分子量是相互关联的。
分子量是相对分子质量的质量单位表示。
在国际单位制中，分子量用单位g/mol表示。
6. 相对分子质量的应用相对分子质量在高分子化学中有着广泛的应用。
例如： - 确定高分子化合物的结构和性质 - 评估高分子材料的性能和性质 - 在高分子反应过程中计算摩尔比和配比7. 相对分子质量和分子量的测定方法确定高分子相对分子质量和分子量的方法有多种。
以下是几种常用的测定方法： 1. 聚合度测定：通过测定高分子链中重复单元的数量来计算相对分子质量。
2. 凝胶渗透色谱：通过高效液相色谱技术测定高分子的分子量分布。
3. 溶液黏度法：根据高分子在溶液中的流动性质来计算相对分子质量。
8. 高分子相对分子质量的影响因素高分子的相对分子质量受到许多因素的影响，包括： - 聚合度：高分子链中重复单元的数量。
- 分子结构：不同的分子结构会导致不同的分子质量。
- 聚合反应条件：聚合反应的温度、催化剂等条件也会影响相对分子质量。
电 泳+电导率+分子量的测定
物理化学实验班级：姓名：学号：兰州交通大学实验一．电泳一、目的要求1. 学会制备Fe(OH)3溶胶；2. 观察胶体的电泳现象，了解宏观电泳法测ζ电势的技术；3. 掌握测定胶粒的运动速度和电荷符号的方法。
二、实验原理胶体溶液（溶胶）是分散相线度为1nm－100nm(1nm=10-9m)的高分散多相体系。
在胶体的分散体系中，由于胶粒本身电离，或胶粒向分散介质选择地吸附一定量的离子，以及胶粒与分散质之间相互摩擦生电，使得几乎所有的胶体颗粒都带一定量的电荷。
由于整个胶体分散系统呈电中性，因而在胶粒四周的分散介质中，必定具有电量相同而符号相反的对应离子存在。
因此胶粒表面和介质间就形成一定的电势差。
紧密层与扩散层间交界处称为滑移面（或stern面），显然称为溶剂化层，它与胶粒一起运动，由溶剂化层界面到均匀液相内部的那一微观段为滑动面，从滑动面到本体间存在的电势差叫做ζ电势。
ζ电势越大，胶体体系越稳定，因此ζ电势大小是衡量胶体稳定性的重要参数。
图14－1 Fe(OH)3溶胶示意图ζ电势的大小与胶粒的大小、浓度、介质的性质、pH值及温度等因素有关，是表征胶粒特性的重要物理量之一，在研究胶体性质及实际应用中起着重要的作用。
在外加电场的作用下，荷电胶粒与分散介质间会发生相对运动，胶粒向正极或负极（视胶粒所带电荷为负或正电而定）移动的现象，称为电泳。
同一胶粒在同一电场中的移动速度与ζ电势的大小有关，所以ζ电势也称为流动电势或电动电势。
测定ζ电势，对解决胶体体系的稳定性具有很大的意义。
在一般溶胶中，ζ电势数值愈小，则其稳定性亦愈差，此时可观察到聚沉的现象。
因此，无论是制备胶体或者是破坏胶体，都需要了解所研究胶体的ζ电势。
原则上，任何一种胶体的电动现象（如电渗、电泳、流动电势、沉降电势）都可用来测定ζ电势，但最方便的则是用电泳现象来进行测定。
电泳法又分为两类，即宏观法和微观法。
宏观法原理是观察溶胶与另一不含胶粒的导电液体的界面在电场中的移动速度。
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高分子分子量的主要测定方法
用途
高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。
它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。
也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。
表征方法及原理
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。
由于不同高分子在溶剂中的溶解温度不同，有时需在较高温度下才能制成高分子溶液，这时GPC柱子需在较高温度下工作。
4.质谱法
质谱法是精确测定物质分子量的一种方法，质谱测定的分子量给出的是分子质量m对电荷数Z之比，即质荷比（m/Z）过去的质谱难于测定高分子的分子量，但近20余年由于我的离子化技术的发展，使得质谱可用于测定分子量高达百万的高分子化合物。
这些新的离子化技术包括场解吸技术（FD），快离子或原子轰击技术（FIB或FAB）,基质辅助激光解吸技术（MALDI-TOF MS）和电喷雾离子化技术（ESI-MS）。
由激光解吸电离技术和离子化飞行时间质谱相结合而构成的仪器称为“基质辅助激光解吸－离子化飞行时间质谱”（MALDI-TOF MS 激光质谱）可测量分子量分布比较窄的高分子的重均分子量（Mw）。
由电喷雾电离技术和离子阱质谱相结合而构成的仪器称为“电喷雾离子阱质谱”（ESI- ITMS 电喷雾质谱）。
可测量高分子的重均分子量（Mw）。
5.其他方法
测定高分子分子量的其他方法还有：端基测定法，沸点升高法，冰点降低法，膜渗透压法，蒸汽压渗透法，小角X－光散射法，小角中子散射法，超速离心沉降法等。