聚合物的分子量和分子量分布习题.ppt

第四章 高分子分子量习题1一、一、概念概念1.特性黏数（度）特性黏数（度）指单位质量的高分子在溶液中所占体积的大小。表指单位质量的高分子在溶液中所占体积的大小。表示当高分子溶液浓度趋于零时，单位浓度的增加对示当高分子溶液浓度趋于零时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。其数值不随溶液浓度大小变化，但随浓度的表示方法而异。溶液浓度大小变化，但随浓度的表示方法而异。22.普适校正曲线普适校正曲线GPC实验确定分子量及其分布时实验确定分子量及其分布时,必须采用结必须采用结构相同的、已知分子量的、单分散的试样作为构相同的、已知分子量的、单分散的试样作为标样，从而得到其校正曲线，将校正曲线的纵标样，从而得到其校正曲线，将校正曲线的纵坐标换成与分子尺寸有关的参数，即可获得适坐标换成与分子尺寸有关的参数，即可获得适合于各种高聚物的普适校正曲线。由合于各种高聚物的普适校正曲线。由FLORY特特性粘数理论知，性粘数理论知，代表溶液中高分子的流体代表溶液中高分子的流体力学体积。以力学体积。以对对作图，对不同的高作图，对不同的高聚物试样所得的校正曲线是重合的，称为普适聚物试样所得的校正曲线是重合的，称为普适校正曲线。校正曲线。3二、选择答案二、选择答案1、（、（D）可以快速、自动测定聚合物的平均分子）可以快速、自动测定聚合物的平均分子量和分子量分布。量和分子量分布。A粘度法，粘度法，B滲透压法，滲透压法，C光散射法，光散射法，D凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱(GPC)法法2、下列四种方法中，（、下列四种方法中，（C）可以测定聚合物的重）可以测定聚合物的重均分子量。均分子量。A、粘度法，、粘度法，B、滲透压法，、滲透压法，C、光散射法，、光散射法，D、沸点升高法、沸点升高法44、两试样的凝胶渗透色谱的淋出体积相等，则它、两试样的凝胶渗透色谱的淋出体积相等，则它们的下列参数相等的是（们的下列参数相等的是（D）。）。A相对分子质量，相对分子质量，B特性黏数，特性黏数，CHuggins参数，参数，D流体力学体积流体力学体积5、光散射法不可测量的是（、光散射法不可测量的是（A）。）。A、数均分子量，、数均分子量，B、重均分子量，、重均分子量，C、第二维利系数，、第二维利系数，D、均方末端距、均方末端距3、特性粘数、特性粘数的表达式正确的是（的表达式正确的是（C）。）。ABCD56、下列参数中，不可以用、下列参数中，不可以用GPC测定的有（测定的有（C）A、聚合物的数均分子量，、聚合物的数均分子量，B、聚合物的重均分子量，、聚合物的重均分子量，C、聚合物内聚能，、聚合物内聚能，D、聚合物的分子量分布；、聚合物的分子量分布；7、分别用下列方法测量同一高分子样品，测得的平、分别用下列方法测量同一高分子样品，测得的平均分子量大小顺序为：均分子量大小顺序为：（C）（）（A）（）（B）A、粘度法；、粘度法；B、蒸气压渗透法；、蒸气压渗透法；C、光散射法、光散射法6三、填空题三、填空题1、高分子常用的统计平均分子量有数均分子量、重、高分子常用的统计平均分子量有数均分子量、重均分子量、均分子量、Z均分子量和均分子量和粘均分子量粘均分子量，它们之间的，它们之间的关系关系2、测定聚合物分子量的方法很多，如端基分析法可、测定聚合物分子量的方法很多，如端基分析法可测测数均数均分子量，光散射法可测重均分子量，稀溶分子量，光散射法可测重均分子量，稀溶液粘度法可测液粘度法可测粘均粘均分子量。分子量。3、凝胶渗透色谱、凝胶渗透色谱GPC可用来测定聚合物的可用来测定聚合物的平均分平均分子量子量和和分子量分布分子量分布。溶质分子体积越小，其淋出。溶质分子体积越小，其淋出体积越大。体积越大。7四、回答下列问题四、回答下列问题1、简述、简述GPC的分级测定原理。的分级测定原理。答：分离的核心部件是一根装有多孔性载体答：分离的核心部件是一根装有多孔性载体(如聚苯乙烯凝如聚苯乙烯凝胶粒胶粒)的色谱柱。凝胶粒的表面和内部含有大虽的彼此贯穿的色谱柱。凝胶粒的表面和内部含有大虽的彼此贯穿的孔，孔径大小不等，孔径与孔径分布决定于聚台反应的的孔，孔径大小不等，孔径与孔径分布决定于聚台反应的配方和条件。当被分析的试样随着洗提溶剂进入柱子后，配方和条件。当被分析的试样随着洗提溶剂进入柱子后，溶质分子即向栽体内部孔洞扩散。较小的分子除了能进入溶质分子即向栽体内部孔洞扩散。较小的分子除了能进入大的孔外，还能进入较小的孔，较大的分子则只能进入较大的孔外，还能进入较小的孔，较大的分子则只能进入较大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能留在载体颗粒大的孔；而比最大的孔还要大的分子就只能留在载体颗粒之间的空隙中。因此，随着溶剂淋洗过程的进行，大小不之间的空隙中。因此，随着溶剂淋洗过程的进行，大小不同的分子就可得到分离，最大的分子最先被淋洗出来，最同的分子就可得到分离，最大的分子最先被淋洗出来，最小的分子最后被淋洗出来。小的分子最后被淋洗出来。82、测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得、测定聚合物平均分子量的方法有哪些？得到的是何种统计平均分子量？到的是何种统计平均分子量？答：化学方法答：化学方法端基分析法端基分析法Mn热力学方法热力学方法佛点升高，冰点降低，蒸汽压佛点升高，冰点降低，蒸汽压下降，渗透压法下降，渗透压法Mn光学方法光学方法光散射法光散射法Mw动力学方法动力学方法粘度法粘度法M其它方法其它方法凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法MGPC93.简述稀溶液黏度法测定高分子相对分子质量的简述稀溶液黏度法测定高分子相对分子质量的原理和方法。原理和方法。答：聚合物稀溶液的粘度主要反映了液体分子之答：聚合物稀溶液的粘度主要反映了液体分子之间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。内摩间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。内摩擦阻力与聚合物的结构、溶剂的性质、溶液的浓擦阻力与聚合物的结构、溶剂的性质、溶液的浓度及温度和压力等因素有关，它的数值越大，表度及温度和压力等因素有关，它的数值越大，表明溶液的粘度越大。聚合物溶液粘度的变化有多明溶液的粘度越大。聚合物溶液粘度的变化有多种粘度量描述，包括特性粘数种粘度量描述，包括特性粘数表示当高分子溶液浓度趋于零时，单位浓度的增加表示当高分子溶液浓度趋于零时，单位浓度的增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献。10作图取截距测定特性粘数作图取截距测定特性粘数；当体系中聚合物、；当体系中聚合物、溶剂和温度确定后，溶剂和温度确定后，的数值由分子量的数值由分子量M决定决定。即即Mark-Houwink方程。由方程可知，只要知道参方程。由方程可知，只要知道参数数K和和的值，就可以根据测得的的值，就可以根据测得的值计算粘均值计算粘均分子量分子量通常我们先用毛细管粘度计根据粘度对浓度的依赖通常我们先用毛细管粘度计根据粘度对浓度的依赖关系关系11五、计算题五、计算题1、35时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的时，环己烷为聚苯乙烯（无规立构）的溶剂。现将溶剂。现将300mg聚苯乙烯（聚苯乙烯（=1.05g/cm3，Mn=1.5105）于）于35溶于溶于150ml环己烷中，试计环己烷中，试计算：（算：（1）第二维利系数）第二维利系数A2；（；（2）溶液的渗透压。）溶液的渗透压。解：解：所以所以因为是因为是溶剂，故溶剂，故122、粘度法测定粘度法测定PS试样的分子量，已知试样的分子量，已知25ml苯溶液溶解苯溶液溶解PS为为0.2035g，30恒温下测溶液的流出时间为恒温下测溶液的流出时间为148.5秒，而溶剂秒，而溶剂苯的流出时间为苯的流出时间为102.0秒，试计算该试样的粘均分子量。秒，试计算该试样的粘均分子量。（30，k=0.9910-2ml/g，=0.74）解：解：t0=102.0s,t=148.5 sc0.2035/258.14108.1410-3-3g/mlg/mlr=t/t0=148.5/102.0 sp=r1=148.5/102.0-1=46.5/102.0