高聚物相對分子質(zhì)量的測定（黏度法)有對如何用毛細管法測定液體粘度的具體描述.此外毛細管粘度測定法血液粘度測定.
一、實驗?zāi)康?br/>1.了解高聚物黏均相對分子質(zhì)量的測定方法及原理；
2.掌握毛細管黏度計的使用方法,測定聚合物的黏均相對分子質(zhì)量.
（技能要求：掌握封閉式毛細管粘度計的使用方法,實驗數(shù)據(jù)的作圖處理方法）.
二、實驗原理
黏度是液體流動時內(nèi)摩擦力大小的反映.純?nèi)軇ざ确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力效應(yīng),聚合物溶液的黏度是體系中溶劑分子間、溶質(zhì)分子間及他們相互間內(nèi)摩擦效應(yīng)之和.
增比黏度ηsp定義為：
ηsp=（ŋ- ŋ0）/ŋ0= ŋr-1
η為聚合物溶液的黏度；ŋ0為純?nèi)軇ざ龋?#331;r為相對黏度
比濃黏度ηsp/c和比濃對數(shù)黏度（ln ŋr）/c與高分子溶液濃度c的關(guān)系為：
ηsp/c=[η]+k1[η]2c
(ln ŋr) /c=[η]+k2[η]2c
其中：[η]為特征黏度；反映了無限稀溶液中溶液分子與高分子間的內(nèi)摩擦效應(yīng),它決定與溶劑的性質(zhì)和聚合物的形態(tài)及大小.
對同一聚合物,兩直線方程外推所得截距[η]交于一點k1-k2=0.5；[η]值隨聚合物的摩爾質(zhì)量有規(guī)律變化.
特征黏度與聚合物摩爾質(zhì)量的關(guān)系為：
[η]=k*Mηα
式中：Mη為黏均相對分子質(zhì)量；k和α是溫度,聚合物及溶劑性質(zhì)有關(guān)的常數(shù).
本實驗采用毛細管法,當液體在重力作用下流經(jīng)毛細管黏度計時,遵守公式：η/ρ=πhgr4t/8LV-mV/8πLt
式中：η為液體黏度；ρ為液體密度；L為毛細管長度；r為毛細管半徑；t為體積V的液體流經(jīng)毛細管的時間；h為流過毛細管液體的平均液柱高度；g為重力加速度；m為動能校正系數(shù)（當V/r〈〈1時,m=1）
對某一給定毛細管黏度計,式可改寫為：
η/ρ=A*t-B/t
式中,當B〈1,t〉100s時,第二項可以忽略.通常測定在稀溶液中進行（c〈1g/ml）,溶劑與溶液密度近似相等,則有：
ŋr= ŋ/ŋ0= t/t0
式中t和t0分別為溶液和純?nèi)軇┑牧鞒鰰r間.實驗中,測出不同濃度下聚合物對應(yīng)的相應(yīng)的相對黏度,可求出ηsp、ηsp/c、(ln ŋr) /c.以ηsp/c或(ln ŋr) /c對c作圖用外推法可求[η].在已知k,α值條件下,可由[η]=K*Mηα計算聚合物黏均相對分子質(zhì)量
三、實驗儀器與試劑
1.儀器：
恒溫槽；烏式黏度計；10mL吸量管2支；3號砂芯漏斗2支；100mL
容量瓶2個；秒表.
2.試劑：
正丁醇（AR）；無水乙醇（AR）.
0.500g/100mL聚乙烯醇水溶液：準確稱取聚乙烯醇0.500g于燒杯中,加60mL蒸餾水,稍稍加熱使其溶解,冷至室溫,傾洗入100mL容量瓶中,滴加10滴正丁醇（消泡劑）.在25oC恒溫下,加水稀釋至100mL.用砂芯漏斗（3號）過濾溶液.






烏式黏度計


四、實驗步驟
1.準備工作：
打開儀器電源及制冷開關(guān),將溫度設(shè)定為250C,待溫度恒定后在測量.
2.聚合物溶液粘度流出時間ti
（1）在粘度計中注入10mL聚合物溶液；
（2）測量時,將粘度計沿d管一側(cè)放倒,使計內(nèi)溶液由b球全
部進入a球,再慢慢順時針抬起粘度計45度角度,使a球溶液順利
流入定體積c球,并注滿.此時可將粘度計豎直,多余溶液及液
表面氣泡由f管流入b球,觀察記錄液面通過e1、e2刻度線時所用
的時間,即為要測得ti（平行測量2次,偏差〈 0.5秒）；









（3）再向粘度計原溶液中依次加入5mL、10 mL水,測量其ti.
3.水粘度流入時間t0的測量
用二次水洗粘度計3次,再向粘度計中注入1 0 mL左右的二次水,同步驟1測其流出時間t0（平行測量2次,偏差〈 0.5秒）.
4.粘度計最后清洗處理
測完后,傾凈計內(nèi)水,使管內(nèi)盡量不要有殘余水珠,將計內(nèi)廢液倒入回收瓶中,去開粘度計活塞,側(cè)到放置于實驗臺上.
五、實驗數(shù)據(jù)的記錄與處理

t1
t2
t(平均)
C
ŋr
ηsp
ηsp/c
lnηr/c

純聚乙烯醇
2’03”25
2’03”34
2’03”35
0.5
1.553
0.553
1.106
0.680

加5mL水
1’42”88
1’43”12
1’43”00
0.33
1.297
0.297
0.980
0.800

加10mL水
1’34”34
1’34”19
1’34”27
0.20
1.187
0.187
0.900
0.850

二次水10 mL
1’19”43
1’19”41
1’19”42















根據(jù)實驗數(shù)據(jù)以ηsp/c對c作圖,以(ln ŋr) /c對c作圖：







如上,圖知[η]=0.8767,再由[η]=K*Mηα可求出Mη
Mη=([η]/K)1/α=(0.8767/0.0002) 1/0.76=61931.0
分析：圖中不是所有點均在直線上,原因是實驗過程中兩個人記錄數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差；作圖時會產(chǎn)生誤差.
六、實驗注意事項：
（1）粘度計必須潔凈,高聚物溶液中若有絮狀物不能將它移入粘度計中.
(2)實驗過程中恒溫槽的溫度要恒定,溶液每次稀釋恒溫后才能測
(3)粘度計要垂直放置.實驗過程中不要振動粘度計.
(4)實驗前應(yīng)先將溫度設(shè)定為250C,然后再進行實驗操作.
(5)每次向球中倒液體時不能留有氣泡.
七、思考題
1. 高聚物的特征黏度與純?nèi)軇┑酿ざ葹槭裁床幌嗟?
答：純?nèi)軇ざ确从沉巳軇┓肿娱g的內(nèi)摩擦力效應(yīng),聚合物溶液的黏度則是體系中溶劑分子間、溶質(zhì)分子間及他們相互間內(nèi)摩擦效應(yīng)之總和.
2. 用黏度法測定高聚物的相對分子質(zhì)量時,高聚物留經(jīng)毛細管的時間為什么要大于100s?
答：對于某一給定毛細管黏度計,在η/ρ=A∙t-B/t中,當B100s 時,第二項可忽略.
八、實驗總結(jié)
本次實驗我了解了高聚物黏均相對分子質(zhì)量的測定方法及原理；掌握了毛細管黏度計的使用方法,測定聚合物的黏均相對分子質(zhì)量的方法；學(xué)會了封閉式毛細管粘度計的使用方法,實驗數(shù)據(jù)的作圖處理方法.
,國內(nèi)外用于血液粘度測定的方法主要分兩大類,一類是毛細管粘度測定法,另一類是旋轉(zhuǎn)式粘度測定法.
(1)毛細管粘度測量法：根據(jù)泊肅葉定律,液體流經(jīng)毛細管時,將遵循下列公式：Q＝πr4∆P/8ηLL,式中的流量Q也等于V／t,V為流經(jīng)毛細管的容積,t為流動的時間,代人泊肅葉公式：Q＝πr4∆P/8LV.將一定容量的液體流過一定長度的毛細管,則式中丌、r、AP、L、V均為已知數(shù),因此通過測定液體流經(jīng)毛細管的時間t即可計算出液體粘度η.一般情況下,液體在毛細管中流動是靠其自身重力驅(qū)動,其切變率不僅受管長與半徑的影響,而且還與驅(qū)動壓密切相關(guān).驅(qū)動壓隨著液體的通過而不斷減小,切變率也將隨之不斷的降低.血漿屑牛頓型流體,其粘度與切變率關(guān)系不大,因此,毛細管粘度測定方法只適用血漿粘度的測定.用此類方法設(shè)計的粘度計多為毛細玻璃管粘度計,其制造較容易,操作簡單、售價低廉,精確度也較高,已為臨床和實驗室廣泛使用,其主要缺點是不適用于全血粘度的測定.
(2)旋轉(zhuǎn)式粘度測量方法：其測量粘度的原理是以一個能以不同轉(zhuǎn)速主動旋轉(zhuǎn)的物體,通過對被測液體的作用、帶動與其有同軸心的另一個物體被動地旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生一定大小的力阻,只要知道主動旋轉(zhuǎn)物體的幾何形狀,旋轉(zhuǎn)速度以及被動旋轉(zhuǎn)物體所產(chǎn)生的力距大小,就可以計算出被測液體所受的切應(yīng)力和產(chǎn)生的切變率,利用公式η＝τ/γ,即可計算出被測液體的粘度(式中η為粘度、τ為切應(yīng)力、γ為切變率).利用此原理制造的粘度計為旋轉(zhuǎn)粘度計.目前常用的有錐板式粘度計和圓桶式粘度計.此類粘度計的主要結(jié)構(gòu)為一旋轉(zhuǎn)的圓桶或圓板和同軸心的內(nèi)層圓桶或圓錐,兩者之間狹窄的縫隙為被測液體樣品,內(nèi)層圓桶或圓錐靠金屬扭絲K懸吊起來.此類粘度計的最大優(yōu)點是可以通過改變旋轉(zhuǎn)速度改變切變率,可以測量很廣范圍內(nèi)切變率(0．04-4000S-1)下的液體粘度.此外,兩旋轉(zhuǎn)物體間縫隙很小,故很少的液體樣品即可測量,并有很高的精確度,尤其適用于全血粘度的測量.
有關(guān)粘度的指標：粘度的國際單位為毫帕斯卡·秒(mPa·S).
(1)表觀粘度(apparent viscosity)：指非牛頓流體在某一切變率下測得的實際粘度.
(2)相對粘度(relativeviscosity)：是指兩種粘度的比值,故為一無量綱的量.血液的相對
粘度是全血粘度與血漿粘度的比.
(3)還原粘度(reduced viscosity)：是全血粘度與紅細胞比容的比值,其計算公式為：RV＝ηb-1/Ht式中RV為還原粘度,η為全血粘度,Ht為紅細胞比容.還原粘度實際是指紅細胞為1％時的血液粘度,這樣可排除比容因素對血液粘度的影響,便于分析其它因素對血液粘度的影響.
(4)比粘度：是指被測液體的粘度與標準參照液粘度的比值,通常以水或生理鹽水作標準參照液,全血或血漿比粘度是全血或血漿粘度與水粘度的比值,比粘度也是一無量綱的量.