Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
14-1189
209
При измерениях в одном и том же вискозиметре величины г, I, V являются постоянными. Перепад давления определяется произведением hg 8, где h — средняя высота жидкости, g— ускорение силы тяжести; б — плотность жидкости. Следовательно, уравнение (11.19) можно представить в виде
т]-Кб/ (11.20)
(К — постоянная для данного вискозиметра, K^nr4gh/81V).
При вискозиметрических измерениях определяют отношение вязкостей ц/цо, где т] и Y]0 — соответственно вязкость ра'створа полимера и растворителя. 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 концентраций. Нарис. 11.4 показаны наиболее распространенные вискозиметры Уббелоде (рис. 11.4, а) и ВПЖ-2 (рис. 11.4,6). В вискозиметре ВПЖ-2 измерения проводят для одинаковых количеств раствора. Достоинством вискозиметра Уббелоде является независимость времени истечения жидкости от ее количества в вискозиметре. Это позволяет разбавлять растворы непосредственно в вискозиметре.
МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛИМЕРА
Молекулярно-массовое распределение характеризует полидисперсность полимеров. Для описания молекулярно-массового распределения используют различные функции распределения масс. Интегральная функция молекулярно-массового распределения определяется выражением
х
Wx= V щ (п.21)
і— і
(w; — массовая доля молекул с длиной цепи Af/).
Дифференциальная функция молекулярно-массового распределения выражается отношением
Yx=dWx/dMx. (11.22)
Числовое распределение определяется соотношением
nx=(l/Mx)(dWx/dMx) (11.23)
(их — мольная доля фракций с длиной цепи х).
При анализе молекулярно-массового распределения пользуются кривыми в координатах функция массового или числового распределения — молекулярная масса.
Рис. П.4. Вискозиметры Уббелоде (а) а
и ВГІЖ-2 (б):
а: I — резервуар; 2, 3, 6 — трубки; 4 — измерительный шарик; 5- капилляр: Л, />-¦-метки: п: I — резервуар: 2. 3 ¦-- трубки: і — измерительный шарик: 5 — капилляр; /1. Ь - метки
В практических целях при построении кривых распределения вместо шкалы молекулярных масс можно использовать шкалу предельных чи се., вязкости. А \о леку-лярно-массовое распределение характеризуют по положению, форме и ширине кривых распределения. Для получения кривых массового распределения определяют значе-н и я Mw для фракций полимера. Форма кривой распределения не зависит от метода измерения молекулярных масс при MwIMj1^ 1 (для узких фракций полимера) и зависит при МхиФМп. Для получения кривой числового распределения определяют значения Mn для фракций полимера. Кривые массового и числового распределения зависят от вклада макромолекул различной молекулярной массы. На массовое распределение большое влияние оказывает высокомолекулярная фракция полимера, а на числовое распределение — низкомолекулярная фракция. В результате массовое распределение наиболее точно описывает молекулярно-массовое распределение в области больших молекулярных масс, а числовое — в области малых молекулярных масс.
Для построения кривых молекулярно-массового распределения фракционируют полимер на фракции, достаточно однородные по молекулярной массе. Фракционирование осуществляют различными методами. Известные методы фракционирования основаны на различии в растворимости фракций полимера с разной молекулярной массой (растворимость уменьшается с увеличением молекулярной массы полимера). Однако поскольку растворимость зависит также от химического состава макромолекул, то фракционирование по молекулярным массам можно проводить для однородных по химическому составу макромолекул. При этом следует учитывать и зависимость растворимости от степени разветвленности и структуры макромолекул (статистические, привитые и блок-сополимеры). Наиболее простыми и распространенными методами фракционирования являются фракционирование осаждением и фракционирование растворением.
При фракционировании осаждением по мере прибавления осадителя к раствору полимера, содержащему фракции различ-
Таблица 1L3. Данные для построения кривых молекулярно-массового распределения по результатам фракционирования полистирола
3
CC
Cx
'M
Масса фракции р., мг
і
о
0) О 54 0 S і
^ SD
о, зі _^2.
ST H U
;
CX
to*
а: я о
5> 5? <—>
ъ _ -..
Интегральная массовая доля фрак нии Wx
Исправленная интегральная массовая доля фракций
Pa определение по
XfHCC с
-і.. і об
им х
1
44,3
2,82
1750
1,000
0,995
2
136,6
2,29
1300
0,990
0,975
3
91,8
1,77
860
0,960
0,950
0,2
4.
%
100,0
! ,62
780
0,940
0,929
'"ь
104,4
1,48
680
0,919
0.907
0,3
6
148,2
1,38
610
0,896
0,879
.—
7
62,7
1,20
500
0,863
0,857
—
о
С'
300,0
1,06
420
0,850
0,817
0,6
0
141,5
0,923
345
0.784
0,768
0.8
10
190.5
