Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
Средневязкостную молекулярную массу полимера определяют по уравнению Маржа—Хувинка:
[г1]=КМа (11.21)
где [rj]—предельное число вязкости, равное Hm^——j , /Си а — постоянные
для данной системы полимер — растворитель при определенной температуре.
Величина а в зависимости от природы растворителя имеет значение 0,5—1 (в уравнении Штаудингера а=1).
Для определения констант логарифмируют уравнение Марка— Хувинка и получают уравнение прямой:
lgh] = lg* + a IgAl (11.22)
Для нескольких узких фракций исследуемого полимера каким-либо независимым методом (осмометрия, светорассеяние и др.) определяют значения [г]] и M и строят зависимость Ig[Ti] от По тангенсу угла наклона прямой находят константу а, а по величине отрезка, отсекаемого прямой на оси Ig[т|], определяют К. Значение констант К я а берут из литературных данных; значения К и а для некоторых пар полимер — растворитель приведены в табл. 11.4. При использовании литературных данных нужно
Таблица 11.4. Значения констант К и а в уравнении [ц]==КМа
Полимер
Растворитель
Температура,
СС
101
а
м.
Ю-з
Полистирол
Бензол
20
1
,23
0
,72
1,2-
-540
25
2
,70
0
,66
1,0-
-2000
Толуол
25
1
,70
0
,69
3,0-
-1700
Метилэтилкетон
25
3
,90
0
,57
3,0-
-1700
Полиэтилен
Декалин
70
6
,80
0
,68
ДО
200
135
4
,60
0
,73
25,0-
-640
Ксилол
105
1
,76
0
,83
11,2-
-180
Полипропилен
Декалин
135
1
,58
0
,77
20,0-
400
Поливинилхлорид
Циклогексанон
20
0
,14
1
,00
30,0-
-125
25
0
,11
1
,00
16,6-
-138
Полиметилакрилат
Бензол
30
0
,45
0
,78
70,0-
-1600
Толуол
30
3
,H
0
,58
51,5-
473
Хлороформ
30
3
,22
0
,68
51,5-
-473
Этилацетат
30
з,
68
0
,62
38,1-
-455
Полиметилметакрилат
Бензол
25
0
,47
0
,77
70,0-
-6300
Хлороформ
20
0
,60
0
,79
20,0-
-80оа
Полибутилакрилат
Ацетон
25
O1
,72
0
j5
50,0-
-300
Полибутилметакрилат
Метилэтилкетон
23
O1
16
0
,81
300-
-2600
Нолиакриламид
Вода
25
0,
63
0
,80
10,0-
-5000
Полиакрилонитрил
Диметилформамид
25
з,
92
0
,75
28,0-
-1000
Поливинилацетат
Ацетон
20
O1
99
0
,75
45,0-
-420
Бензол
30
5,
63
0
,62
26,0-
-860
Поливиниловый спирт
Вода
25
з,
00
0
,50
8,5-
-1700
Полиформальдегид
Диметилформамид
150
4,
40
O1
66
89,0-
-285
Полиэтиленоксид
Вода
30
I1
25
O1
,78
100-
-1000
Поликапроамид
Крезол
25
32,
00
0
,62
0,5-
-5,0
Ацетат целлюлозы
Ацетон
25
O1
19
1
,03
11-
-130
учитывать характеристики системы, для которых были определены константы К и а, и условия опыта, т. е. растворитель, темпе-
ратуру, концентрацию, степень молекулярной однородности полимера (фракционированный или нефракционированный образец). Применимость уравнения Марка—Хувинка зависит от степени чистоты, химического и структурного состава исследуемого полимера, который использовался при установлении данного соотношения.
Измерения вязкости разбавленных растворов полимеров осуществляют в капиллярных вискозиметрах. Истечение жидкостей через капиллярные трубки подчиняется закону Пуазейля:
8IV
(11.23)
где г — радиус капилляра; / — длина капилляра; V—объем измерительного резервуара вискозиметра; t — время истечения жидкости; AP — перепад давления между концами капилляра.
Для вискозиметра данных размеров величины г, I, V являются постоянными. Перепад давления определяется произведением hg8
(где Я —средняя высота жидкости, g — ускорение силы тяжести, б — плотность жидкости). Следовательно, уравнение (11.23) можно представить в виде
T1 = KSt
где К — постоянная для данного вискозиметра
я/-4 A h
(11.24)
K =
8IV
Рис. 11.6. Вискозиметр Убел-лоде:
/ — резервуар; 2, 3, 6 — трубки; 4 — измерительный • шарик; 5 — капилляр; А, Б — метки.
При вискозиметрических измерениях определяют отношение вязкостей ц/цоу а так как плотности разбавленных растворов полимера мало отличаются от плотностей чистых растворителей, то практически измеряют время истечения жидкостей.
Относительную вязкость растворов полимеров определяют с помощью вискозиметров различных конструкций. На рис. 11.6 показан вискозиметр Убеллоде. Достоинством этого вискозиметра является независимость времени истечения жидкости от ее количества в вискозиметре. Это позволяет разбавлять растворы непосредственно в вискозиметре.
Работа 57. Определение вязкости и молекулярной массы
Цель работы. Измерить вязкость растворов полимера и вычислить его молекулярную массу.
Реактивы
Полимер Растворитель
Бензол
Оборудование
Вискозиметр Убеллоде
Пипетка на 5 мл
Колбы емк. 25 мл с притерты-
(см. рис. 11.6) Термостат
Приспособление для установки
ми пробками Секундомер
