Сполук (ВМС) за в’язкістю їх розчинів

Визначення молярної маси високомолекулярних

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Інформаційна частина

На відміну від природних ВМС, які характеризуються сталим значенням молярної маси, синтетичні полімери є полідісперсними системами, оскільки складаються із суміші макромолекул з різною масою та довжиною ланцюга. Тому останні характеризуються деяким середнім значенням молярної маси М.

Велика молярна маса полімерів обумовлює цілу низку властивостей, які відсутні в мономерів: високу пластичність та еластичність ВМС у твердому стані, високу в’язкість їх розчинів. Ці специфічні властивості головним чином пояснюються двома причинами: 1) існуванням хімічних та міжмолекулярних зв’язків, завдяки яким макромолекулярні ланцюги певним чином орієнтуються один відносно іншого; 2) гнучкістю ланцюгів, яка пов’язана з внутрішнім обертанням ланок.

У певних розчинниках ВМС утворюють термодинамічно стабільні розчини. Це дозволяє застосовувати з метою визначення молярних мас різні методи, що грунтуються на молекулярно-кінетичних властивостях розчинів. Найчастіше використовуються методи, у яких вимірюється осмотичний тиск розчинів (осмометрія) або в’язкість розчинів різних концентрацій (віскозиметричний метод).

У віскозиметричному методі кількісний показник в’язкості ототожнюють з часом τ витікання розчину концентрації С через капіляр віскозиметра при певній температурі. Концентрацію розчину С виражають у грамах розчиненого полімеру на 100 мл розчинника; для вимірювань застосовують розчини з С < 1 г/100 мл. При цьому реєструють також час витікання через капіляр чистого розчинника τ₀. У зв’язку з цим існує декілька показників в’язкості, які вже розглядалися у розділі 3.

Відносна в’язкість h_відн визначається співвідношенням

h_відн = τ / τ₀.

Питома в’язкість h_пит – відношенням різниці часу витікання розчину та розчинника до часу витікання розчинника:

h_пит = (τ – τ₀) / τ₀ = h_відн – 1.

Приведена в’язкість h_пр – відношенням питомої в’язкості розчину до його концентрації:

h_пр = h_пит / C.

Нарешті, під характеристичною в’язкістю [h] розуміють граничне значення приведеної в’язкості при С ® 0

[h] = (h_пит / C).

Рис. Визначення [h]

Для розрахунку молярної маси лінійних полімерів застосовують рівняння Штаудінгера:

[h] = K^.M^a або lg[h] = a lg M + lgK.

Як випливає з рівняння Штаудінгера, визначивши характеристичну в’язкість полімеру [h] екстраполяцією залежності приведеної в’язкості його розчинів від концентрації до перетину з віссю ординат (рис.), молярну масу ВМС можна обчислити за формулою

Дата добавления: 2014-11-29