粘度法测定高聚物的相对摩尔质量实验报告.doc

粘度法测定高聚物的相对摩尔质量是一种常见的实验技术，主要应用于研究高分子材料的性质。实验目的是理解和掌握乌氏粘度计的工作原理，以及如何利用粘度法来评估聚乙烯等高聚物的分子量。实验原理基于高聚物溶液的粘度与分子质量之间的关系。 在高聚物溶液中，粘度（η）是由高聚物分子间的摩擦、高聚物与溶剂分子间的摩擦以及溶剂分子间的摩擦共同决定的。相对粘度（ηr）是指高聚物溶液粘度与纯溶剂粘度的比值，用于消除溶剂自身摩擦效应的影响。增比粘度（ηsp）进一步定义为ηr-1，它只考虑高聚物分子间的相互作用。通过Huggins和Kraemer的理论，可以建立比浓粘度（η/C）和比浓对数粘度（ln/C）与溶液浓度（C）的关系，这些关系可用于估算高聚物的特性粘度（[η]）。 特性粘度（[η]）是一个反映高聚物分子质量和结构的重要参数，与高聚物的分子量及分子形态相关。Mark-Houwink经验公式连接了粘均分子量（Mv）、K和a这两个与温度、高聚物及溶剂性质相关的常数与特性粘度的关系。K值对温度敏感，a值则主要依赖于高聚物在溶剂中的舒展程度。通过测定不同浓度下的相对粘度，可以绘制[C]对[C]或ln[C]对[C]的曲线，并外推至C=0，从而计算出[η]。 实验过程中，采用的是毛细管法，这是一种适用于低粘度液体的测量方法。Poiseuille公式用于描述液体在毛细管中流动时的压力差与粘度的关系。通过对高聚物溶液和纯溶剂在相同条件下测量流出时间，可以计算相对粘度并进一步得到特性粘度和分子量。 粘度法测定高聚物的相对摩尔质量涉及了流变学、高分子物理和统计力学等多个领域，通过这种技术可以获取关于高聚物分子量和分子结构的重要信息，对高分子材料的研究和应用具有重要意义。实验操作和数据分析的精确性直接影响到结果的准确性，因此在实验过程中必须严格控制温度、浓度和测量条件。