ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт авиамашиностроения и транспорта

Кафедра технологии и оборудование машиностроительных производств

Лабораторная работа №

«Определение молекулярной массы полимера»

Выполнили студенты группы ППТм-20-2 Кротенко А.Е.

Завацкая Т.В.

Бобылева Ю.А.

Попова О.Н.

Орлов Д.Ю.

Кангужинов М.М.

Орлова К.О.

Чумаков А.

Мохова А.В.

Проверила Шаглаева Н.С.

Иркутск 2021 г.

Вискозиметрия – наиболее простой и доступный метод определения молекулярной массы полимеров почти во всей области значений молекулярной массы, представляющих практический интерес. Этот метод является косвенным и требует предварительного определения констант в уравнении, выражающем зависимость вязкости от молекулярной массы:

[η] = K · M^α

где K и α – константы, характерные для данной системы полимер-растворитель.

Для определения вязкости раствора полимера измеряют время истечения (в сек.) равных объёмов растворителя и раствора полимера через капилляр вискозиметра при заданной постоянной температуре. Концентрацию раствора (С) выражают в граммах на 100 мл растворителя: для измерения вязкости используют растворы с концентрацией <1 г/100 мл.

Относительная вязкость (η_отн) представляет собой отношение времени истечения раствора к времени истечения растворителя:

η_отн= t _{раствора полимера} / t _{растворителя}

Удельная вязкость (η_уд) равна:

η_уд= η_отн- 1

Приведенной вязкостью (η_пр.) называют отношение удельной вязкости раствора полимера к его концентрации:

η_пр. = η_уд. /с

Характеристической вязкостью [η] называют предельное значение отношения η_уд./с при концентрации раствора, стремящейся к нулю. Характеристическую вязкость [η] определяют путем графической экстраполяции значений η_уд. /с,полученных для нескольких концентраций, к нулевой концентрации.

Для раствора каждой концентрации проводят 5 измерений и определяют среднее значение.

Определение вязкости разбавленных растворов полиэтилентерефталата (1 г полимера в 100 мл растворителя) проводят в капиллярном вискозиметре Убеллоде при 25ºС.

Задание. Определить молекулярную массу полиакриламида, приняв константы в уравнении

Марка-Куна-Хаувинка следующими: α = 0,78 и K = 0,45∙10^-4

[η] = К∙M^α

Входные данные.

0,1 г полиакриламида растворили в 20 мл воды.

Время истечения растворителя:

1=2,20,2 мин 2=2,20,2 τ_ср=140,2

Время истечения исходного раствора полимера: 1=3,42,0 2=3,42,2 τ_ср =222,1

Добавили 3 мл 1,2-дихлорэтана

Время истечения раствора: 1=3,20,00 2=3,20,00 τ_ср =200,00

Добавили 4 мл 1,2-дихлорэтана

Время истечения раствора: 1=2,56,8 2=2,57,0 τ_ср =176,9

Добавили 5 мл 1,2-дихлорэтана

Время истечения раствора: 1=2,37,5 2=2,37,5 τ_ср =157,2

Полученные результаты перенести в таблицу 2

Таблицу 2

№ опыта	Объем раствора полимера, мл	Концентрация раствора полимера, г/100 мл	Время истечения раствора t, сек
		1,000	222,1	1,5619	0,5619	0,562
		0,971		1,4065	0,4065	0,419
		0,935	176,9	1,2440	0,2440	0,261
		0,893	157,2	1,1055	0,1055	0,118

По данным таблицы 2 строим график зависимости приведенной вязкости от концентрации:

Экстраполяцией полученной кривой к С=0 найдем значение характеристической вязкости [h].

|[h]| =3,5878

Из уравнения [h] =KM^αзначение средневязкостной молекулярной массы равно

Молекулярная масса полимера равна M_h=1923635,164 г/моль