粘度法是測定高分子聚合物分子量的一種常用方法,其基本原理是根據(jù)高分子分子量與流體的摩擦阻力之間的關(guān)系進行計算。其中,聚丙烯酰胺是一種常見的高分子材料,在油田增稠、水處理、紙張工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。以下是粘度法測定聚丙烯酰胺分子量的方法及其過程說明:
1. 實驗原理
粘度法測定聚丙烯酰胺分子量的基本原理是:將已知濃度的聚丙烯酰胺溶液通過毛細管流動時,由于聚合物鏈的活動性和相互作用,會產(chǎn)生一定的摩擦阻力,使得溶液的流動速度降低。根據(jù)牛頓流體的定義,流體的粘度與其摩擦阻力成正比,而聚合物分子量與其所產(chǎn)生的摩擦阻力也成正比。因此,通過測定聚合物溶液的粘度,可以計算出其分子量。
2. 實驗方法
(1)制備聚丙烯酰胺樣品溶液:將已知量的聚丙烯酰胺粉末加入容量瓶中,加入適量去離子水,經(jīng)過充分振蕩溶解,制備出濃度為0.1-0.2 g/L的聚丙烯酰胺樣品溶液。
(2)粘度測定:將制備好的聚丙烯酰胺樣品溶液取出一定量,注入粘度計中。在預(yù)熱和穩(wěn)定后,記錄粘度計讀數(shù)。重復(fù)3次測量,取平均值。注意要保持溫度、濃度、PH等條件不變。
(3)數(shù)據(jù)處理:根據(jù)粘度計讀數(shù)計算出聚丙烯酰胺樣品的粘度,并代入下列公式進行計算:
[η] = k × ln(C) + b
其中,[η]為聚合物樣品的比粘度,k和b為常數(shù),C為聚合物樣品的濃度。
(4)計算分子量:根據(jù)Mark-Houwink方程計算分子量,具體公式為:
M = K × [η]^a
其中,M為聚合物的分子量,K和a為與溶劑、溫度有關(guān)的常數(shù),可以根據(jù)文獻提供的數(shù)據(jù)進行查找。
綜上所述,粘度法是一種常用的測定聚丙烯酰胺分子量的方法,其操作簡單、數(shù)據(jù)處理方便,在實際應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景。