乌氏粘度计(旨在测定高聚摩尔质量的仪器)

由网友(挽意.)分享简介:乌氏粘度计是用于丈量流体(液体以及气体)的粘度的仪器,是1种沉力型的毛粗管粘度计。范畴工程技能目的测定低聚摩我量质教科物理教界说当流体受外力做用孕育发生流动时,正在流动着的液体层之间存留着切向的外部磨擦力,要是要使液体经由过程管子,必需耗损1部门罪去降服这类流动的阻力。正在流速高时管子中的液体沿着取管壁平行的直线标的目的进步,最接近管壁...

乌氏粘度计是用于测量流体(液体和气体)的粘度的仪器,是一种重力型的毛细管粘度计。

领域

工程技术

目的

测定高聚摩尔质量

学科

物理学

定义

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当流体受外力作用产生流动时,在流动着的液体层之间存在着切向的内部摩擦力,如果要使液体通过管子,必须消耗一部分功来克服这种流动的阻力。在流速低时管子中的液体沿着与管壁平行的直线方向前进,最靠近管壁的液体实际上是静止的,与管壁距离愈远,流动的速度也愈大。流层之间的切向力f与两层间的接触面积A和速度差Δv成正比,而与两层间的距离Δx成反比:

式中,η是比例系数,称为液体的粘度系数,简称粘度。

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,是个重要的基本参数。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摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。比较起来,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。

常用名词的物理意义

符号、名称与物理意义:

η0:纯溶剂的粘度,溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度。

η :溶液的粘度,溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现。

ηr :相对粘度,ηr=η/η0,溶液粘度对溶剂粘度的相对值。

ηsp :增比粘度,ηsp= (η-η0) / η0 = (η / η0)-1 = ηr -1,反映了高分子与高分子之间,纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应。

ηsp/C:比浓粘度,单位浓度下所显示出的粘度。

[η] :特性粘度,反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦

高分子物质的特性黏度定义为[η]=lim ηsp/c 【c->0】。它是用Ln(ηsp/c)对c作图,该直线的外推值即为特性黏度[η],其量纲为dl/g。式中ηsp 为增比黏度,c为聚合物溶液的质量浓度,单位为g/ml。增比黏度 ηsp=(η-ηs)/η =(t-ts)/ts 。式中,η、ηs 分别为聚合物溶液和纯溶剂的黏度;t、ts分别为用黏度计测定的聚合物溶液浓度和纯溶剂的流出时间,单位是s。在分析测试中,将样品溶解在特定溶剂中,配成一定浓度的聚合物溶液。保持体温,用黏度计分别测定纯溶剂和溶液的流出时间,即可得到样式的增比黏度 和相对黏度。

通过测定的增比黏度,用哈金斯方程式ηsp/c=[η]+k’[η]^2*c可以计算它的特性黏度。式中,k’为哈金斯常数。另外,还可以通过测定得到的相对黏度ηr计算确定特性黏度,其计算式为[η]=F/M ,其中,m是称取的聚酯样品质量,单位是mg。为方便计算,把不同的相对黏度ηr所对应的F值列表,通过查表可以得到不同ηr 值对应的F值。特性黏度与聚合物分子的质量有关,其关系式:[η]=K*M,通过这个关系式可以根据特性黏度计算聚合物的分子质量。其中,K和a是在一定温度下某聚合物溶质体系的特征性指数,他们取决于聚合物在荣治理的形态,它是聚合物链断语溶剂分子间相互作用力的反映。K和a值需要通过实验确定。

使用方法

1、取出乌氏粘度计,按照规定制成一定浓度的溶液,用3号垂熔玻璃漏斗滤过,弃去初滤液(约1ml);

2、取续滤液(不得少于7ml)沿洁净、干燥乌氏粘度计的管2内壁注入B中,将粘度计垂直固定于恒温水浴(水浴温度除另有规定外,应为25±0.05℃)中,并使水浴的液面高于球C,放置15分钟后;

3、将管口1、3各接一乳胶管,夹住管口3的胶管,自管口1处抽气,使供试品溶液的液面缓缓升高至球C的中部,先开放管口3,再开放管口1,使供试品溶液在管内自然下落,用秒表准确记录液面自测定线m<>下降至测定线m<>处的流出时间;

4、重复测定两次,两次测定值相差不得超过0.1秒,取两次的平均值为供试液的流出时间(T)。

5、取经3号垂熔玻璃漏斗滤过的溶剂同样操作,重复测定两次,两次测定值应相同,为溶剂的流出时间(T<>)。按下式计算特性粘数:

1nη<[r]>

特性粘数[η]=────

C

式中

η<[r]>为T/T<>;

c为供试液的浓度(g/ml)。

计算公式

〔η〕=KMα,α式上标

对于一定的高分子溶剂体系,在一定的温度下,一定的分子量范围内

K,常数,随着分子量和温度的增加略有减小;

α,常数,取决于温度和体系的性质。在05~1之间。在θ状态时为0.5,一般为0.8。

应用研究

1.分子量测定:

由于特定粘度与高分子的粘均分子量有密切的关系,因而特性粘度也就成了一个很重要分子量表征参数

2.聚合物在溶液中形态的分析:

聚合物在不同溶剂中,由于扩张程度不同,使其特性粘度的值也不同,批次相差可达5倍之多。因此根据不同溶剂中的特性粘度值,我们可以初步判断聚合物在溶剂中的构象,尤其一些生物高分子,这一现象十分明显

3.聚合物合成进行程度的判据

当采用溶液聚合的方法来合成聚合物时,随着聚合物的聚合度不断增大,溶液的浓度也会随之增大。因此在聚合物溶液合成的实验过程中,可在不同的阶段取样,用乌氏粘度计测定溶液的运动粘度,用作反应聚合程度的一个判据。

4.聚合反应动力学研究

价格

一般价格在800元左右。

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