粘度法测定聚合物分子量
粘度法测定聚合物分子量2010年04月06日11:30 admins 学习时间：20分钟评论 0条分子量是聚合物最基本的结构参数之一，与聚合物材料物理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这个参数。
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有所不同，其适应的分子量范围也不相同。
对线型聚合物，各测定聚合物分子量的方法适用的范围如表1所示:表1：测量聚合物分子量的方法与适用分子量范围方法名称适用摩尔质量范围平均摩尔质量类型方法类型粘度法104～107 粘均相对法端基分析法＜3×104 数均绝对法沸点升高法＜3×104 数均相对法凝固点降低法＜5×103 数均相对法气相渗透压法(VPO) ＜3×104 数均相对法膜渗透压法2×104～1×106 数均绝对法光散射法2×104～1×107 重均绝对法超速离心沉降速度法1×104～1×107 各种平均绝对法超速离心沉降平衡法1×104～1×106 重均、数均绝对法凝胶渗透色谱法1×103～5×106 各种平均相对法在高分子工业和研究工作中最常用的是粘度法，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外，还可得到聚合物的无扰链尺寸和膨胀因子，其应用最为广泛。
目的要求掌握粘度法测定聚合物分子量的基本原理。
掌握用乌氏粘度计测定聚合物稀溶液粘度的实验技术及数据处理方法。
测定线性聚合物-聚苯乙烯的平均分子量原理聚合物在良溶剂中充分溶解和分散，其分子链在良溶剂中的构象是无规线团。
这样聚合物稀溶液在流动过程中，分子链线团与线团间存在摩擦力，使得溶液表现出比纯溶剂的粘度高。
聚合物在稀溶液中的粘度是它在流动过程中所存在的内摩擦的反映，其中溶剂分子相互之间的内摩擦所表现出来的粘度叫做溶剂粘度，以η0表示，粘度的单位为帕斯卡秒。
而聚合物分子相互间的内摩擦以及聚合物分子与溶剂分子之间的内摩擦，再加上溶剂分子相互间的摩擦，三者的总和表现为聚合物溶液的粘度，以η表示。
聚合物稀溶液的粘度主要反映了分子链线团间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。
分子链线团的密度越大、尺寸越大，则其内摩擦阻力越大，聚合物溶液表现出来的粘度就越大。
聚合物溶液的粘度与聚合物的结构、溶液浓度、溶剂的性质、温度和压力等因素有密切的关系。
通过测量聚合物稀溶液的粘度可以计算得到聚合物的分子量，称为粘均分子量。
相关的粘度定义对于聚合物进入溶液后所引起的体系粘度的变化，一般采用下列相关的粘度定义进行描述。
粘度比（相对粘度），ηr：若纯溶剂的粘度为η。
，同温度下聚合物溶液的粘度为η，则粘度比（1）粘度比是一个无因次的量，随着溶液浓度的增加而增加。
对于低剪切速率下的聚合物溶液，其值一般大于1。
增比粘度，ηsp：在相同温度下，聚合物溶液的粘度一般要比纯溶剂的粘度大，即η＞η0，这增加的分数叫作增比粘度，以ηsp表示。
相对于溶剂来说，溶液粘度增加的分数为（2）增比粘度也是一个无因次量，与溶液的浓度有关。
比浓粘度（粘数），ηsp/c：对于高分子溶液，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，称为比浓粘度或粘数，即（3）比浓粘度的因次是浓度的倒数，一般用m1/g表示。
对数粘度（比浓对数粘度）lnhr/c：其定义是粘度比的自然对数与浓度之比，即（4）对数粘度单位为浓度的倒数，常用m1/g表示。
5）极限粘度（特性粘数），[η]：其定义为粘数ηsp/c或对数粘数lnhr/c在无限稀释时的外推值，即（5）特性粘数值与浓度无关，量纲是浓度的倒数。
聚合物溶液特性粘数与聚合物分子量的关系以往大量的实验证明，对于给定聚合物在给定的溶剂和温度下，特性粘数[η]的数值仅由给定聚合物的分子量所决定，[η]与给定聚合物的粘均分子量Mh的关系可以由Mark-Houwink方程表示：（6）其中：K ——比例常数；α——扩张因子，与溶液中聚合物分子链的形态有关；Mh ——粘均分子量。
K、α与温度、聚合物种类和溶剂性质有关，K值受温度的影响较明显，而α值主要取决于聚合物分子链线团在溶剂中舒展的程度，一般介于0.5～1.0之间。
在一定温度时，对给定的聚合物-溶剂体系，一定的分子量范围内K、α为一常数，[η]只与分子量大小有关。
K、α值可从有关手册中查到，或采用几个标准试样由式（6）进行确定，标准试样的分子量由绝对方法（如渗透压和光散射法等）确定。
特性粘度[η]的大小受下列因素影响：（1）分子量：线型或轻度交联的聚合物分子量增大，特性粘度[η]增大。
（2）分子形状：分子量相同时，支化分子的形状趋于球形，特性粘度[η]较线型分子的小。
（3）溶剂特性：聚合物在良溶剂中，大分子较伸展，特性粘度[η]较大，而在不良溶剂中，大分子较卷曲，特性粘度[η]较小。
（4）温度：在良溶剂中，温度升高，对特性粘度[η]影响不大，而在不良溶剂中，若温度升高使溶剂变为良好，则特性粘度[η]增大。
聚合物溶液粘度与溶液浓度间的关系在一定温度下，聚合物溶液粘度对浓度有一定依赖关系。
描述溶液粘度的浓度依赖性的公式很多，而应用较多的有：哈金斯（Huggins）方程（7）以及克拉默（Kraemer）方程（8）对于给定的聚合物在给定温度和溶剂时，k＇、β应是常数，其中k＇称为哈金斯（Huggins）常数。
它表示溶液中聚合物分子链线团间、聚合物分子链线团与溶剂分子间的相互作用，k＇值一般说来对分子量并不敏感。
对于线形柔性链聚合物-良溶剂体系，k＇=0.3～0.4，k＇+β=0.5。
用1nηr/c对c的图外推和用ηsp/c对c的图外推可得到共同的截矩-特性粘度[η]，如图1所示.图1. 1nηr/c和ηsp/c对c作图上述作图求特性粘度[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，直接计算出特性粘度[η]值。
一点法求[η]的方程：(9)由上可见，用粘度法测定聚合物分子量，关键在于聚合物溶液特性粘度[η]的测定，目前最为方便的实验方法是用毛细管粘度计测定溶液的粘度比。
常用的稀释型粘度计为稀释型乌氏（Ubbelchde）粘度计，如图2所示，其特点是溶液的体积对测量没有影响，所以可以在粘度计内采取逐步稀释的方法得到不同浓度的溶液。
图2. 乌氏（Ubbelchde）粘度计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）定律的：（10）r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r/l<<1时，可取m=1。
对某一支指定的粘度计而言，令,, 则(11)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t0（t和t0分别为溶液和溶剂在毛细管中的流出时间，即液面经过刻线a和b所需时间），就可求算粘度比ηr：(12)聚合物溶液浓度一般在0.01g/ml以下，使ηr值在1.05～2.5之间较为适宜，ηr最大不应超过3.0。
而对于给定的聚合物，溶剂的选择需要满足其在所用毛细管粘度计中流经刻线a和b所需时间t和t0均大于100s，这样公式(12)才适用。
仪器与药品1）仪器如表2所示。
表2粘度测定仪器一览表名称规格数量乌氏粘度计溶剂流出时间大于100s 1支恒温水槽温度波动不大于±0.05℃1套容量瓶100ml 2只玻璃砂芯漏斗3号2只移液管5ml 10ml 2支 2支秒表1/10s 1只洗耳球橡胶1只测量聚合物分子量用的主要仪器是毛细管粘度计和恒温槽,其中恒温槽温度由微电子调节系统，控制具有较高的温度控制精度，具有玻璃窗口，方便观察和测量，如图3所示。
图3.实验用恒温槽2）药品①待测聚合物：聚苯乙烯；②溶剂：甲苯，丙酮（分析纯）。
4 实验步骤1）根据实验需要将恒温槽温度调节至25±0.05℃或30±0.05℃。
2）配制聚合物溶液用粘度法测聚合物分子量，选择高分子-溶剂体系时，常数K、α值必须是已知的而且所用溶剂应该具有稳定、易得、易于纯化、挥发性小、毒性小等特点。
为控制测定过程中hr在1.2～2.0之间，浓度一般为 0.001g／ml～0.01g／ml。
于测定前几天，用100 ml容量瓶把待测聚合物试样溶解于溶剂中配成已知浓度的溶液。
准确称取100-500mg待测聚合物放入100ml清洁干燥的容量瓶中，倒入约80ml甲苯，使之溶解，待聚合物完全溶解之后，放入已调节好的恒温槽中，容量瓶也放入恒温槽中。
再加溶剂至刻度，取出摇匀，用3号玻璃砂芯漏斗过滤到另一100ml容量瓶中，放入恒温槽恒温待用，容量瓶及玻璃砂芯漏斗，用后立即洗涤。
玻璃砂芯漏斗要用含30%硝酸钠的硫酸溶液洗涤，再用蒸馏水抽滤，烘干待用。
3）洗涤粘度计粘度计和待测液体是否清洁，是决定实验成功的关键之一。
由于毛细管粘度计中毛细管的内径一般很小，容易被溶液中的灰尘和杂质所堵塞，一旦毛细管被堵塞，则溶液流经刻线a和b所需时间无法重复和准确测量，导致实验失败。
若是新的粘度计，先用洗液浸泡，再用自来水洗三次，蒸馏水洗三次，烘干待用。
对已用过的粘度计，则先用甲苯灌入粘度计中浸洗除去留在粘度计中的聚合物，尤其是毛细管部分要反复用溶剂清洗，洗毕，将甲苯溶液倒入回收瓶中，再用洗液、自来水、蒸馏水洗涤粘度计，最后烘干。
4）测定溶剂的流出时间本实验用乌氏粘度计。
它是气承悬柱式可稀释的粘度计，把预先经严格洗净，检查过的洁净粘度计垂直夹持于恒温槽中，使水面完全浸没小球M1。
用移液管吸10ml甲苯，从A管注入E球中。
于25℃恒温槽中恒温3分钟，然后进行流出时间t0的测定。
用手捏住C管管口，使之不通气，在B管用洗耳球将溶剂从E球经毛细管、M2球吸入M1球，然后先松开洗耳球后，再松开C管，让C管通大气。
此时液体即开始流回E球。
此时操作者要集中精神，用眼睛水平地注视正在下降的液面，并用秒表准确地测出液面流经a线与b 线之间所需的时间，并记录。
重复上述操作三次，每次测定相差不大于0.2 s。
取三次的平均值为t0，即为溶剂的流出时间。
但有时相邻两次之差虽不超过0.2 s，而连续所得的数据是递增或递减（表明溶液体系未达到平衡状态），这时应认为所得的数据不可靠的，可能是温度不恒定，或浓度不均匀，应继续测定。
高分子物理实验报告-稀溶液黏度法测定聚合物的分子量
高分子物理实验报告学院：化学化工学院班级：应化152姓名：***学号：***********日期：2018.5.17实验一稀溶液黏度法测定聚合物的分子量一、实验目的1．了解聚合物分子量的统计平均的意义和黏度法表征，聚合物分子量的基本原理。
2．学会使用乌氏黏度计。
3．掌握测定聚合物稀溶液黏度的实验技术。
二、实验原理采用稀溶液黏度法测定聚合物的分子量、所用仪器设备简单，操作便利，适用的分子量范围大，又有相当好的实验精确度，因此黏度法是一种广泛应用的测定聚合物分子量的方法。
但它是一种相对方法。
为特性黏数与分子量经验关系式中的常数要用其它测定分子量的绝对方法予以制定、并且在不同的分子量范围内，通常要用不同常数的经验式。
液体的流动是因受外力作用分子进行不可逆位移的过程、液体分子间存在着分子间作用力，因此当液体流动时，分子间就产生反抗其相对位移的摩擦力(内摩擦力)、液体的黏度就是液体分子间这种内摩擦力的表现。
黏度表示法相对黏度：表示溶液黏度相当于纯溶剂黏度的倍数。
η为高分子溶液的黏度ηo 为纯溶剂的黏度增比黏度：表示溶液黏度比纯溶剂黏度增加的分数。
特性黏数(度）：高分子溶液浓度c 趋近于0时，单位浓度增加对溶液增比黏度或相对黏度对数的贡献。
用黏度法测定聚合物的分子量时要消除浓度对黏度的影响。
常以两个经验式表达黏度对浓度的依赖关系：Huggins 方程式：ηsp/c=[η]+k[η]2c 稀释法(或外推法) Kraemer 方程式： ln ηr=[η]-β[η]2c 减少洗涤黏度计的次数当溶液体系确定后，在一定温度下，高分子溶液的特性黏度只与聚合物分子量大小有关，所以有时也用[η]来表示分子量的大小 。
Mark -Houwink 经验式表示： [η]=KM ηα聚乙烯醇水溶液，30℃时K=1.25 ×10-2, α=0.78。
[]gmL g dl ccrc spc //ln limlim00或，单位为ηηη→→==⇒测定次序浓度由大到小or ηηη=重点求ηr ？测定黏度的方法主要有：⑴毛细管法（测定液体在毛细管里的流出时间）；⑵落球法（测定圆球在液体里下落速度）；⑶旋筒法（测定液体与同心轴圆柱体相对转动的情况）测定高聚物溶液的黏度以毛细管法最方便，本实验采用乌氏黏度计测量高聚物稀溶液的黏度。
01-粘度法测定聚合物的分子量
实验一 粘度法测定聚合物的分子量粘度法是一种测定聚合物分子量的相对方法，但因为其仪器设备简单，操作方便，分子量适用范围大，实验精度也较高，所以粘度法是聚合物分子量测定方法中最为常用的一种。
粘度法除了主要用来测定粘均分子量外，还可用于测定溶液中的大分子尺寸，测定聚合物的溶度参数等。
一、实验目的与要求熟练掌握测定聚合物溶液粘度的实验技术及粘度法测定聚合物分子量的基本原理。
二、实验原理在高分子溶液中，我们所感兴趣的不是溶液的绝对粘度，而是当高分子进入溶液后所引起的溶液粘度的变化。
如果用η0表示纯溶剂的粘度，η表示高分子溶液的粘度，则有：相对粘度 ηr ： 0r ηηη=(1.1)增比粘度 ηsp ： 01sp r ηηηηη-==- (1.2) 特性粘数 [η ]： 00ln []limlimsprc c c cηηη→→== (1.3)其中，spcη称为比浓粘度，表示浓度为c 的情况下，单位浓度增加对溶液增比粘度的贡献。
ln rcη称为比浓对数粘度，表示在浓度为c 的情况下，单位浓度增加对溶液相对粘度自然对数值的贡献。
它们都随溶液浓度的变化而变化。
特性粘数[η]表示高分子溶液浓度c →0时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献，其数值不随溶液浓度大小而变化，但随浓度的表示方法而异。
特性粘数的单位是浓度单位的倒数，即dl/g 或ml/g 。
高分子溶液的粘度与其分子量有关，同时对溶液的浓度也有很大的依赖性。
粘度法测定聚合物的分子量，就需要消除浓度对粘度的影响，因此，实验中主要是测量高分子溶液的特性粘数[η]。
表达溶液粘度与浓度关系的经验方程式很多，应用较为广泛的有如下两个：2[]'[]spk c cηηη=+ (1.4)2ln [][]rc cηηβη=- (1.5) 式中，'k 和β都是常数。
由此可以看出，只要配制几个不同浓度的高分子溶液，分别测定溶液及纯溶剂的粘度，然后计算出sp cη和ln r c η，在同一张图中分别作sp c c η 、ln r c c η的图可以得到两条直线，将两条直线外推至0c →，其共同的截距即为特性粘数[η]，如下图所示。
粘度法测定聚合物的分子量
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：[]αηKM =（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 spηη （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 rηspCη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[]ccrc spc ηηηln limlim 0→→==（10-4）（10-6）仪器：乌氏粘度计 四、实验步骤1． 玻璃仪器的洗涤：粘度计先用经砂芯漏斗滤过的水洗涤，把粘度计毛细管上端小球存在的中沙粒等杂质冲掉。
抽气下，将粘度计吹干，再用新鲜温热的洗液滤入粘度计，满后用小烧杯盖好，防止尘粒落入。
浸泡约2ｈ后倒出，用自来水（滤过）洗净，经蒸馏水（滤过）冲洗几次，倒挂干燥后待用。
实验一__粘度计法测定聚合物的分子量
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。
粘度法测定聚合物分子量
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-黏度法
NaNO3 溶液，
五、结果处理
实验数据记录表格
溶液 1mol/L NO3PAM 0.01g/100ml 由实验数据得：
—
时间/s t0 t
77.41 82.83
实验数据 77.15 82.38
77.10 82.33
t0=（t01+t02+t03）/3=77.22s
—
t=（t1+t2+t3）/3=82.51s c=0.01g/100mL 所以： (t-t。) η sp = =0.06851 t。 lnη r=ln（t/t0）=0.06626 1 [η ] =2c (η sp + lnη r)= 6.7385 所以： M v = 1.40×10 ×[η ]3/2=2.45×10 即，聚合物的粘均分子量为 2.45×10
中国石油大学 化学原理（二） 实验报告
班级： 石工 同组者： 学号： 实验日期： 姓名： 教师： 成绩： 耿杰
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 是粘度法。由粘度法测的的聚合物的分子量叫做粘均分子量，以“ M v”表示。 粘度法又分多点法和一点法： 1．多点法 多点法测点聚合物粘均分子量的计算依据是： [η ] = k M vɑ 式中：[η ]— 特性粘度； k，ɑ—与温度和溶剂有关的常数； M v — 聚合物的粘均分子量。 若是溶剂的粘度为η
0
―― ―― ――Βιβλιοθήκη （7-1），聚合物溶液浓度为 c（100mL 所含聚合物的克数表示）时的粘
粘度法测定聚合物分子量
• 如果表上查不到现成的K和a，则要自己测 定，测定时： • ①分级 • ②测各级的M（用绝对法：渗透压或光散 射） • ③测各级的[h] • ④作log[h]-logM图
• 由公式： 斜率为a，截距为logK
可得：
用粘度法得到的是粘均分子量 该方法的优点：设备简单，操作便利， 测定和数据处理周期短，又有相当好的 实验精确度。
乌氏粘度计
h/r AtB/t hr=r(At-B/t)/[r0(At0-B/t0)]
溶液极稀时，r ≈r0 忽略动能校正
—（3） —（4）
h t hr h0 t0
t和t0分别为溶液和纯溶剂在毛细管的 流出时间
特性粘数的测定原理
h SP
C
lim
C 0
[h ]
hsp
h h0 hr 1 h0
经典实验 设备简单 操作方便 实验精度高
粘度法（viscosity）
常用的度量粘度的参数： 相对粘度：hr=h/h0
h h0 hsp hr 1 增比粘度： h0
h0 - 溶剂粘度 h - 溶液粘度
比浓粘度（粘数）：hsp/C 比浓对数粘度（对数粘数）：lnhr/C
hs p lnh r 特性粘度（极限粘度）： lim lim [h ] c 0 c 0 c c
当聚合物、溶剂和温度确 定以后，[h]的数值仅由试 样的分子量M决定，由经 验可得：
[h ] lnhr /C
[h]=KMa
C
• [h]=KMa方程 试验证明：当聚合物、溶剂和温度确定以 后，[h]=的数值仅由试样的分子量M决定， 由经验可得：
[h]=KMa • 这就是著名的Mark-Houwink方程
聚合物分子量的测定—粘度法
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 稀溶液粘度法测定聚合物分子量
实验二稀溶液粘度法测定聚合物分子量【实验目的】了解分子量的统计平均意义，掌握粘度法表征聚合物分子量的基本原理；掌握用乌氏粘度计测定聚合物分子量的实验技术；通过对聚乙二醇或聚乙烯醇/水的稀溶液流出时间测定其分子量。
【实验原理】聚合物分子量的常用测定方法如下表1。
表1 分子量测定方法、类型及适用情况表测定方法适用范围分子量类型沸点升高<3⨯104数均冰点降低<3⨯104数均气相渗透压<3⨯104数均膜渗透法<3⨯104数均端基分析法<3⨯104数均电子显微镜>5⨯105数均稀溶液粘度法>102粘均光散射法>102质均平衡沉降法102~106质均小角X射线衍射>102质均凝胶渗透色谱法>102各种平均沉降速度法>103各种平均稀溶液粘度法测定分子量的优点：仪器设备简单，操作便利，适用分子量宽，有相当好的实验精度；因此目前广泛应用于聚合物分子量的测定。
【实验仪器及药品】1.超级恒温水浴，乌氏粘度计，秒表，洗耳球，25mL、50mL容量瓶各一个，5mL、10mL移液管各一支，砂芯漏斗一只。
2.聚乙二醇，聚乙烯醇，蒸馏水，电子天平。
【实验步骤】1.仪器准备。
用砂芯漏斗过滤过的蒸馏水洗涤乌氏粘度计(图1)，倒挂干燥。
容量瓶、移液管同样洗涤，干燥后待用。
2.溶液配制。
取聚乙二醇（或聚乙烯醇）0.25g，精确到0.001g；在烧杯中用少量水(10-15mL)溶解，转移到25mL的容量瓶中；少量水洗涤烧杯数次，合并移入容量瓶中，定容至刻度放置待用。
3.流出时间测定。
接通超级恒温水浴电源，设定温度并使之保持在30±0.1℃。
将粘度计竖直浸入水浴中，使水面高于a线并浸没上方的小球。
用移液管移取10mL溶液从A管加入至粘度计，恒温5-10min。
将粘度计C管接上一段乳胶管，乳胶管用乳胶管夹夹上。
利用洗耳球通过B管抽气，使液面上升直到液体占据a线上方小球体积的一半时，打开C管的夹子，使B管液体与A管主液体断开，此时液面缓慢下降。
实验20 粘度法测定聚合物的分子量
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。