怎样测乳液分子量？

2025-04-01 18:39:19

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回答1：

在高聚物中、分子量大多是不均一的，所以高聚物的分子量是指统计的平均分子量。测定高聚物分子量的方法很多，而粘度法设备简单、操作方便、准确度较高。因此，用溶液粘度法测定高聚物分子量是工业生产和科学研究中广泛应用的方法。但粘度法不是测定分子量的绝对方法，因为此法中所用的特性粘度与分子量关系的经验方程式以及经验方程式中的有关常数是需用其他方法来确定的。不同高聚物、不同溶剂、不同分子量范围，就要用不同的经验方程式。
因溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，溶液的粘度是高聚物分子之间、高聚物与溶剂分子之间、溶剂分子之间内摩擦的总和。和同一温度下，高聚物溶液的粘度一般都比纯溶剂的粘度大得多，粘度增加的分数叫做增比粘度，即
（ 1 ）
式中，称相对粘度。
增比粘度随溶液中高聚浓度的增加而增大，常用单位浓度时溶液的增比粘度作为高聚物分子量的量度，称比浓粘度，其值为。当溶液无限稀释时，高聚物分子之间的相距很远，高聚物分子之间的内摩擦效应可忽略不计，溶液所呈的粘度基本上反映了高聚物与溶剂分子之间的内摩擦。从图 44 － 1 可见，当浓度 c 趋近 0 时，比浓粘度趋近一固定极限值 [n] ，即
（ 2 ）
[n] 称为特性粘度，其单位是浓度单位的倒数。
还可以证明，当 c 趋近于 0 时，的极限值也是 [] 因为

当浓度不大时，略去高次项，则得：

从上述可见，获得 [] 的方法有两种，一种是对 c 作图，外推到 c → 0 截距值，另一种是以作图也外推到 c → 0 的截距值，如图 44 － 1 所示。

　图 44 － 1外推法得特性粘度

（ 3 ）
(4)
两根线在纵轴上重合于一点，这两根直线的方程表达式为下列形式：
高聚物分子的分子量愈大，则它与溶剂间的接触表面也愈大，因此摩擦就大，表现出的特性粘度也大，当高聚物，溶剂和温度确定后，特性粘度只与高聚物平均分子量有关。
和高聚物分子量的关系可用下面的经验方程表示：
（ 5 ）
式中 M 为平均分子量， K 为比例常数， α 是与分子形状有关的经验参数。 K 的值与温度、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。如在良溶剂中，则线团舒展松懈，较大；如在不良溶剂中，线团紧缩则 α 较小，一般在 0.5 到 1.7 之间。 K 与 α 的数值，只能通过其他绝对方法确定（如渗透压法，光散射法等），而从粘度法只能测得，然后通过式（ 5 ）计算聚合物的分子量，记作，称为粘均分子量。
聚乙二醇水溶液在不同温度下的 K , α :
K × 10 3 /(mL/g) α :
25 ℃ 156 0.50 EG
39 ℃ 43.9 0.678 EG
35 ℃ 16.6 0.82 EG
EG 为端基分析法。
测定粘度的方法主要有毛细管法，落球法和转筒法。在测定高聚物溶液的特性粘度时，以本实验所采用的毛细管法最方便。当液体在毛细管粘度计内流动时，如果促使液体流动的力全部用以克服液体的内摩擦而没有别的能量损耗时，由伯努利方程可知粘度系数（泊，因次为）可表示如下：
（ 6 ）
式中： r 为毛细管的半径（ cm ），
l 为毛细管的长度（ cm ）
V 为 t秒内液体流过毛细管的体积（ cm3）
P为毛细管两端的压力差 ( 达因 ) 。
假设液体在毛细管中的流动单纯受毛细管中液体重力的影响，毛细管两端出口处的压力相同、 p = hgp ，则（ 6 ）式可写为
（ 7 ）
其中： d 为液体的密度（ g/cm 3 ）
h 为毛细管两端的高度差（ cm ）
g 为重力加速度 (cm/s 2 )
实际上促使液体流动的力除了用于克服液体间内摩擦还同时使液体获得了动能，这部分的能量消耗，必须予以修正。考虑动能校正后的公式为：
（ 8 ）
但当选用毛细管较细的粘度计作测定时，液体流动较慢，如当流出时间 t 在 2min 左右（大于 100s ），动能校正项很小，可以忽略。
粘度系数，通常又称为粘度，其绝对值不易测定，通常是用已知粘度的液体测定毛细管常数。未知液体的粘度就可以根据在相同条件下，流过等体积溶液所需的时间求出来，因为用同一支毛细管， r 、 l 、 V 相同，则
（ 9 ）
如果测定是在稀溶液中进行，溶液的密度和溶剂的密度近似相等，即 ρ ≈ ρ 0, 则（ 9 ）式可写成
（ 10 ）
由上述可知，由粘度法测定高聚物分子量的直接测量值是 t 、 t 0 和 c ，因此实验的成败和准确度由测量液体所流经的时间、配制溶液浓度的准确度和恒温槽的恒温程度、安置粘度计的垂直位置的程度以及外界的震动等因素所决定。

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