黏度法高聚物

姓名：王军帅  班级：10应用化学班  学号：20105052010

一、实验目的

1、掌握用乌贝路德粘度计测定黏度的原理和方法。

2、测定聚乙二醇的平均相对分子质量。

二、实验原理

黏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。当相距为ds的两个液层以不同速率（v和v+dv）移动时，产生的流速梯度为dv/ds。当建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力（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黏滞阻力，f= f‵/A，则

f=η·(dv/ds)

此式成为牛顿黏度定律表示式，比例常数η称为黏度系数，简称黏度，单位Pa·s。

高聚物稀溶液的黏度，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黏度叫纯溶剂黏度，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。三者之和表现为溶液的黏度η。在同一温度下，一般来说，η〉η0。相对于溶剂，其溶液黏度增加的分数，称为增比黏度，记作ηsp，即

ηsp=(η-η0)/ η0

而溶液黏度与纯溶剂黏度之比为相对黏度，记作ηr，即

ηr=η/η0，ηr=t/t0

其中t是溶液通过毛细管的时间, t0是纯溶剂通过毛细管的时间。ηr和ηsp都是无因次量。则

ηsp=η/η0-1=ηr-1

而对于高分子溶液,增比黏度ηsp往往随溶液的浓度c的增加而增加。ηsp/c是比浓粘度，而lnηsp/c称为比浓对数黏度。

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。这一黏度的极限值记为：当c→0时ηsp/c‵→[η]，[η]被称为特性黏度，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，它们之间的半经验关系：[η]=KMα，其中K为比例常数，α是与分子形状有关的经验常数。用外推法求得[η]:

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。对于聚乙二醇K=1.56×10-3，α=0.5。

三、实验仪器

乌氏粘度计；移液管（10mL）；秒表； 铁架台；洗耳球；聚乙二醇。

四、实验装置图

五、实验内容

1.洗涤粘度计：粘度计先用洗液或洗涤净浸泡，再用自来水、蒸馏水分别冲洗，然后吸干粘度计。（尤其要注意毛细管要洗净，不能粘有任何高聚物）

2.开启恒温水浴和搅拌器电源，调节温度为25℃，先在黏度计的C管和B管的上端套上干燥清洁的橡皮管，在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度，然后将黏度计安放在恒温水浴中（G球及以下部分应在水浴的液面下）。从A管加入10ml左右的蒸馏水，并用夹子夹住C管上的橡皮管下端，使其不通大气。在B管的橡皮管管口用针筒将水从F球经D球、毛细管、E球抽至G管中部，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α线处时，立刻按下秒表开始计时，至b处则停止记时。记下液体流经a，b之间所需的时间。此值为t0。

3.用移液管移取8ml0.04g/mol聚乙二醇，从A管加入，并用夹子夹住C管上的橡皮管下端，使其不通大气。在B管的橡皮管管口用针筒将水从F球经D球、毛细管、E球抽至G管中部，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α线处时，立刻按下秒表开始计时，至b处则停止记时。记下液体流经a，b之间所需的时间。

4.分别用移液管去蒸馏水3ml、6ml、9ml、12 ml分别加入至A管中测定液体流经a，b之间所需的时间。

5.整理仪器，关闭电源。

六、数据记录与处理

1、时间记录表格

3、以ηsp/c’对c’作图：

由图1可得A1=0.149，由图2可得A2=0.159

故A=（A1+A2）/2=0.155

又已知C0=0.04

可得M=6.31×106

七、注意事项

1、粘度计的安装要竖直。

2、粘度计必须洁净。 

3、溶液混合要均匀。

4、实验结束后，需要注入纯溶剂浸泡，以免残存的高聚物在毛细管壁上结聚。

八、思考题

1、用乌氏黏度计测黏度时，乌氏黏度计C管起什么作用？无C管对实验有什么影响？如何消除？

答：支管C的作用是与大气相通，使得B管中的液体完全是靠重力落下而不受其它因素影响。除去支管C仍可测定粘度，只不过此时标准液体和待测液体体积必须相同，因为此时的液体下流时所受的压力差与A管中液面高度有关。