Вязкость раствора полимера измерения

Определение вязкости растворов полимеров основано на измерении времени истечения жидкостей из капилляра вискозиметра. Расчет проводят по уравнению Пуазейля [уравнение ( .6)1. [c.138]

Поскольку измерения проводятся при низких концентрациях полимеров, то величина Кг обычно не зависит от растворителя и природы полимера, т. е. является величиной постоянной (Кг] = 0,28), Разумеется, это уравнение применимо не всегда, поэтому при исследовании нового полимера целесообразно еще раз проверить, совпадают ли вычисленное н графически найденное значения [ц, Пока не существует удовлетворительного теоретического объяснения концентрационной зависимости вязкости растворов полимеров. Так как характеристическая вязкость зависит не только от размера макромолекул, но и от их формы, а также от свойств применяемого растворителя, то до сих пор отсутствует простое уравнение для непосредственного вычисления молекулярных масс из измерений вязкости. Поэтому для каждой системы полимер— растворитель при определенной температуре строят градуировочную кривую [ц]—молекулярная масса, причем молекулярную массу определяют с помощью абсолютных методов. Известное уравнение Штаудингера [c.75]

Необходимым условием использования уравнения Пуазейля для расчета вязкости является ламинарность движения жидкости в капилляре. Турбулентности потока избегают путем соответствующего подбора диаметра и длины капилляра вискозиметра. В вискозиметрах, применяемых для определения вязкости растворов полимеров, условия течения жидкости в капилляре при обычных перепадах давления соответствуют числам Рейнольдса, меньшим 200. Отклонения от закона Пуазейля возможны также вследствие того, что, строго говоря, растворы полимеров представляют собой неньютоновские жидкости, вязкость которых зависит от скорости их истечения через капилляр. Для того чтобы свести к минимуму этот источник ошибок, для измерений вязкости растворов полимеров принято использовать вискозиметры, время истечения жидкости в которых достаточно велико и составляет 100—200 с. [c.140]

Основные типы вискозиметров, используемых при измерениях вязкости растворов полимеров,— ротационные и капиллярные приборы. Основное преимущество ротационных вискозиметров перед капиллярными заключается в постоянстве скорости сдвига в зазоре между статором и ротором. [c.153]

Применительно к каучукам, получаемым методом эмульсионной полимеризации, необходимо измерение вязкости по Муни как конечного продукта (товарного, каучука), так и полимера латекса, что привело к разработке экспресс-методов определения этого показателя [14]. Существует два вида экспресс-методов косвенные, помогающие найти достаточно точную и воспроизводимую корреляционную зависимость между какой-либо быстро определяемой характеристикой полимера и вязкостью по Муни и прямые. Из косвенных наибольший интерес представляют методы, исключающие стадии выделения и сушки полимера [15, 16]. В них совмещены процессы коагуляции латекса и растворения полимера вязкость рассчитывается по значениям удельной вязкости раствора полимера по корреляционным зависимостям. К недостаткам косвенных методов относится нарушение корреляции из-за влияния различных факторов, не учитываемых уравнением, например влияния полидисперсности полимера на вязкость по Муни [17, 18, 19], остатков эмульгатора на удельную вязкость растворов [15]. Поэтому воспроизводимость этого метода на практике часто приводит к большим погрешностям преимущество прямых методов -большая надежность получаемых результатов, так как измеряется непосредственно нужный показатель. [c.442]

Реакции химической деструкции полимеров протекают, как правило, по закону случая. Например, гидролиз полиэфира начинается не с конца цепочки и не развивается по механизму последовательного отщепления мономерных единиц. Реакция начинается с некоторой случайной группировки внутри цепи, поэтому образующиеся продукты реакции имеют большую молекулярную массу. Только в результате многократного повторения актов гидролитического расщепления полимер может быть разложен на фрагменты, соответствующие одной мономерной единице. Так как обычно в условиях проведения гидролиза или ацидолиза даже низкомолекулярные осколки полимера нелетучи, то за реакцией разложения нельзя следить гравиметрически (в противоположность термическому разложению). Часто в таких случаях реакцию контролируют, применяя титрование для определения количества непрореагировавшего реагента. Весьма чувствительной пробой на деструкцию является измерение вязкости раствора полимера по мере протекания реакции (см. опыты 5-18 и 5-19). [c.93]

По окончании измерений раствор из вискозиметра выливают, и вискозиметр тщательно промывают 2—3 раза растворителем с обязательным многократным прополаскиванием капилляра и измерительного шарика, после чего проверяют время истечения растворителя (1 ). Среднее значение после опыта должно воспроизводиться с точностью 0,2—0,3 с. В противном случае измерения вязкости растворов полимера следует повторить после тщательной очистки вискозиметра. [c.108]

Для измерения вязкости растворов полимеров с целью определения их молекулярных весов обычно употребляют капиллярные вискозиметры двух конструкций и-образный вискозиметр Оствальда, модифицированный [c.22]

При измерениях вязкости растворов полимера в легколетучем растворителе, например в ацетоне, рекомендуется [c.108]

Оценка эффективности стабилизаторов по изменению характеристической вязкости растворов полимера может проводиться на вискозиметрах, применяющихся для измерения вязкости разбавленных растворов. [c.384]

Экспериментальные данные по светорассеянию и вязкости растворов полимеров показывают, что 1/ 0 обычно зависит от температуры. Это убеждает в том, что внутренняя энергия цепи зависит от ее конформации и что для каучука в общем случае fe отличается от нуля. Работы по определению температурной зависимости напряжения в полимерных пространственных сетках в сочетании с физико-химическими исследованиями, выполненными с целью подтверждения указанной точки зрения и измерения разности внутренней энергии, присущей различным конфигурациям цепи (например транс- и гош-конфигурациями в цепи полиэтилена), были проведены Флори и его сотрудниками [15]. [c.73]

Из этих данных видно, что результаты независимых измерений [т)] растворов полимера воспроизводятся со средней точностью 1,5—2,0% и что описанный в этой книге способ измерений вязкости растворов полимеров позволяет определять [т)] с точностью, близкой к той, с которой выполнены измерения, суммированные в докладах международной комиссии. [c.29]

Измерение вязкости растворов полимеров для характеристики их молекулярного веса широко применяется многими исследователями. [c.281]

Влияние концентрации на вязкость растворов полимеров исключают путем экстраполяции измеренных значений приведенной вязкости или [c.281]

Прежде чем рассматривать взаимосвязь между вязкостью раствора полимера и его молекулярным весом или длиной его цепи, необходимо отметить, что и другие факторы могут оказывать на вязкость раствора влияние столь же значительное, как и молекулярный вес. Наиболее важным из этих факторов является, конечно, концентрация растворенного вещества, поэтому установление зависимости вязкости от концентрации является одной из главных задач при определении молекулярного веса методом вискозиметрии. Для большинства систем полимер — растворитель эта зависимость достаточно сложна (кроме области малых концентраций). Как правило, разность между вязкостью разбавленного раствора полимера и вязкостью чистого растворителя растет быстрее, чем концентрация растворенного вещества. Такой характер зависимости обусловлен тем, что с возрастанием концентрации увеличивается возможность взаимодействия отдельных макромолекул, в результате чего возникают соответствующие нарушения течения. В настоящее время еще нет теории, достаточно точно описывающей зависимость вязкости растворов полимера от концентрации, поэтому влияние этого фактора следует по возможности исключать, проводя измерения при малых концентрациях и надлежащим образом экстраполируя полученные данные к нулевой концентрации. [c.231]

Приводимые в литературе данные о величине вязкости раствора полимера одного и того же молекулярного веса, в одном и том же растворителе и при одной и той же температуре различны, что объясняется в основном тем, что авторы используют вискозиметры с различным временем истечения для одного и того же растворителя. Поэтому условно принято для измерения вязкости растворов полимеров применять вискозиметры с временем истечения раствора через вискозиметр за 100—200 сек. (при объеме шарика 1—2 мм). [c.292]

Вискозиметрический метод основан на измерении вязкости растворов полимеров. Этот метод относится к косвенным методам, он самый простой, но не очень точный. Но благодаря своей простоте вискозиметрический метод нашел широкое применение, особенно при анализе целлюлозы. Среднее значение молекулярной массы при вискозиметрическом методе определения зависит от формы макромолекул. Для вытянутых жестких цепей средние значения молекулярной массы близки к Му,, а для гибких макромолекул, свернутых в плотные клубки,— к Мп- [c.54]

Некоторые из важнейших методов измерения молекулярных весов полимеров основаны на изучении гидродинамических свойств макромолекул. Гидродинамические характеристики макромолекул, выражающие действие сил трения на частицы при движении в среде (растворителе), очень сильно зависят от размеров и формы, принимаемых макромолекулами в растворе, и, кроме того, они сравнительно легко поддаются измерению. Особенно просто измеряется вязкость растворов. Неудивительно, что вязкости растворов полимеров посвящена огромная литература и измерение ее является в настоящее время самым распространенным методом производственного контроля во всех отраслях промышленности, связанных с полимеризацией. Уже лет 30 тому назад Штаудингер показал, что для характеристики свойств [c.142]

Наиболее существенная особенность раствора полимера высокого молекулярного веса состоит в том, что его вязкость значительно превышает вязкость чистого растворителя даже в том случае, когда концентрация полимера мала. В 1930 г. Штаудингер[1] впервые высказал предположение, что относительную величину этого возрастания вязкости можно количественно связать с молекулярным весом растворенного полимера. Это предположение, позднее несколько видоизмененное, оказалось весьма плодотворным. Оно сыграло важную роль на ранних этапах науки о полимерах, когда существовало значительно меньше методов, пригодных для определения высоких молекулярных весов, чем в настоящее время. В последующий период, особенно в течение последнего десятилетия, основы идеи Штаудингера нашли экспериментальное и теоретическое подтверждение. Однако теория вязкости растворов полимеров находится пока в процессе разработки поэтому метод вискозиметрического определения молекулярных весов еще не приобрел значения абсолютного метода. Для каждой системы полимер—растворитель следует проводить калибровку сопоставлением результатов вискозиметрии с данными, полученными при помощи одного из признанных абсолютных методов — осмометрии или светорассеяния, и применять при этом полимеры, которые имеют очень узкое либо достоверно установленное распределение по молекулярному весу. Однако можно ограничиться измерением вязкости растворов полимера в некотором данном растворителе, если требуется найти лишь отно- [c.226]

Измерения вязкости растворов полимеров осложняются тем, что вязкость зависит от градиента скорости (скорости сдвига). Этот эффект в большей степени проявляется в случае гибких молекул с большим молекулярным весом. В этом случае данные, полученные при определенном значении напряжения сдвига, необходимо экстраполировать к нулевому градиенту [c.18]

Вискозиметрический метод определения молекулярной массы по Штаудингеру основан на том, что линейные макромолекулы, находящиеся в растворителе, даже при относительно низких концентрациях, значительно повышают его вязкость, причем повышение вязкости раствора пропорционально увеличению молекулярной массы. Этот метод применим только к линейным и мало разветвленным макромолекулам и не подходит для шарообразных или сильно разветвленных макромолекул (глобулярные белки, гликогены). Поскольку при определении молекулярных масс речь идет не об абсолютной вязкости, а об относительном повышении вязкости, то измерение заключается в определении вязкости раствора полимера т] и чистого растворителя rio и вычислений на основе этих измерений удельной вязкости Г1уд [c.73]

С увеличением молекулярного веса снижается текучесть полимера, характеризуемая индексом расплава . Для промышленных целей молекулярный вес полиэтиленов определяется по разнице в их индексах расплава . Чем ниже индекс расплава , тем выше молекулярный вес полимера. Другим важным критерием для оценки молекулярного веса полиэтилена является истинная, или собственная вязкость, определяемая на основании измерения вязкости растворов полимера при повышенной температуре. Оба эти метода могут быть довольно легко применены в лабораторных исследованиях. В литературе сообщалось также [12] [c.87]

Для определения вязкости раствора полимера измеряют время истечения о и (в сек), равных объемов растворителя и раствора через капилляр вискозиметра при заданной постоянной температуре. Концентрацию раствора (С) обычно выражают в граммах на 100 мл растворителя для измерения вязкости используют растворы с С < < 1 г/100 мл. [c.156]

В течение последних нескольких лет все большее внимание уделяется повышению точности экспериментальных исследований полимерных систем. Это направление развития исследований весьма актуально, ибо только точные работы позволяют проверить обоснованность современных теорий и дают возможность выяснить тонкие детали структуры и особенности свойств полимеров. Хотя в принципе определение вязкости раствора полимера можно выполнить с требуемой степенью точности, использование этих измерений для вычисления среднего молекулярного веса может привести к таким ошибкам в конечном результате, которые иногда значительно превышают ошибки эксперимента. Ошибочные результаты могут возникать, например, при недостаточных сведениях о распределении по молекулярному весу или. если исследуемый полимер содержит разветвленные макромолекулы. Меньшее влияние оказывают другие факторы, обсуждаемые ниже в этой главе. Для того чтобы получить наиболее достоверные результаты при использовании метода вискозиметрии, необходимо учесть ограничения, присущие этому методу, а также обычные источники ошибок эксперимента. [c.227]

Из величин, измеряемых при вискозиметрическом определении молекулярного веса, наибольший интерес представляет отношение вязкости раствора полимера к вязкости некоторой среды (обычно чистого растворителя) следовательно, необходимы только относительные измерения. Для этой цели очень удобны и часто используются капиллярные вискозиметры широко известных типов. В данной главе рассматриваются в основном практические вопросы, связанные с применением таких приборов для определения вязкости растворов, а также способы обработки результатов измерений при вычислениях молекулярного веса и других структурных параметров растворенного вещества что же касается теоретических положений, то излагаются лишь основные из них и притом в общих чертах. Для оценки величины молекулярных весов в некоторых случаях можно также про- [c.227]

При измерении абсолютных значений вязкости с помощью капиллярных вискозиметров может возникнуть ошибка порядка нескольких десятых процента вследствие влияния поверхностного натяжения. При относительных измерениях вязкости раствора полимера разница между поверхностным натяжением раствора и растворителя обычно мала и ошибка в результатах измерения, обусловленная различием поверхностного натяжения, не имеет существенного значения. В относительно редких случаях, когда наблюдается значительная разница между поверхностным натяжением растворов и растворителя, может получиться небольшая разница в фактической высоте столба жидкости. Разработаны способы введения поправок в таких случаях [28, 29]. [c.242]

Значение Мч, всегда больше, чем Мп наличие в полимере фракций с различной молекулярной массой м жет быть охарактеризовано коэффициентом полидисперсности М /Мп. Чем уже кривая молекулярно-массового распределения, тем ближе это соотношение к единице. Измерение вязкости растворов полимеров позволяет огфеделить так J aзывaeмyю средневязкостную молекулярную массу Му. Значение Му занимает промежуточное положение между и Му и зависит от используемого растворителя. [c.317]

Определение молекулярного веса полимеров можно проводить различными методами. Точность каждого метода зависит от величины молекулярного веса. Так, метод светорассеяния наиболее применим для полимеров с молекулярным весом выше 10 000. Метод определения молекулярного веса, основанный на измерении вязкости растворов полимеров, может быть использован в тех случаях, когда эмпирически установлена зависимость вязкости от молекулярного веса. Метод седиментации применим для полимеров с молекулярным весом 20000—60000. Методы осмометрии, эбу-лиоскопии и криоскопии применимы для определения молекулярного веса низкомолекулярных полимеров [571]. [c.173]

Известны методы, основанные на измерении вязкости растворов полимеров с помощью капиллярных вискозиметров [66, 67). Адсорбция полимера стенками капилляра влияет на вязкость двумя путями. Она понижает диаметр капилляра и уменьшает концентрацию раствора. В первом случае происходит сильное изменение формы кривой зависимости т]уд/с от с, а во втором — уменьшение величины г1уд/с. Очевидно, следует предположить, что при адсорбции на стенках капилляра молекулы сохраняют объем и форму, которые они имеют в разбавленных растворах, если изменения диаметра достаточны, чтобы повлиять на время истечения. [c.20]

Таким образом, для применения формулы (53) необходимо определить относительную вязкость раствора полимера для возможно меньшей концентрации полимера. Так как измерения т)отн Для очень малых концентраций не точны, то величину [т]] находят путем измерения вязкости растворов полимера различной концентрации и последующей экстраполяцией величин %д/с к нулевой концентрации. Эта экстраполяция может быть произведена с достаточной точностью, так как Г1уд/с линейно уменьшается при уменьшении с. Для нахождения [т]] можно воспользоваться также эмпирическими формулами, позволяющими определить эту величину из измерения вязкости для одной концентрации. Удобна формула Хаггинса [28] [c.25]

Физика полимеров возникла как результат чисто умозрительных рассуждений, в которых индивидуальность полимерных молекул не принималась во внимание. В 1930 г. Штаудингер впервые обратил внимание на существование связи между вязкостью растворов и молекулярной массой полимера, что цослужило основой для предложенной им теории макромолекул. Можно сказать, что интерпретация вязкости растворов полимеров как меры их молекулярной массы является выдающейся заслугой Штаудингера, хотя научная неизбежность подобного вывода вполне очевидна. Возможно, во времена Штаудингера упоминавшаяся выше проблема полимолекулярности полимеров не принималась во внимание, однако в пользу его проницательности свидетельствует то обстоятельство, что главной задачей исследований считалось определение размеров индивидуальных молекул путем измерения физических свойств разбавленных растворов, в которых влияние взаимодействия между полимерными молекулами сведено к минимуму. Детальная теория вязкости растворов [c.151]

Эмпирические наблюдения приводят к обобщению, утверждающему, что вязкость растворов полимера возрастает с ростом молекулярного веса растворенного вещества. Не создано точной теории, устанавливающей соответствие величины этого эффекта с величиной молекулярного веса. Далее, величина эффекта зависит как от размера полимерных молекул, так и от их формы. Поскольку внскозиметрнческие измерения очень легко выполнимы, вискозиметрию часто используют для получения приблизительных относительных величин молекулярных весов. Если эффекты вязкости для определенного тина полимера прокалиброваны путем сравнения с величинами, полученными другим методом, вискозиметрический метод можно использовать в качестве практического метода определения молекулярного веса. [c.595]

Таким образом, изложенный метод построения обобщенных характеристик концентрационной зависимости вязкости растворов полимеров в различнкх растворителях основывается на измерении двух параметров ([г) и, определяемых для области разбавленных растворов. Первый из них связан со свойствами индивидуальной полимерной цепи, второй — отражает влияние на вязкость простейших межсегментальных взаимодействий, приводящих к росту вязкости разбавленных растворов, в которых еще не образовалась сплошная трехмерная сетка флуктуационных контактов (зацеплений), по мере увеличения концентрации. При этом существенно, что возможен способ оценки к- без прямьгх измерений, как это описано в первой части этого раздела. [c.258]

Ввскозинетры. Наибольшее распространение для определения вязкости растворов полимеров получили капиллярные вискозиметры Оствальда и Уббелоде. Вискозиметры Оствальда (рис. 32, а) применяют для определения вязкости при одной концентрации. Если необходимо установить значение вязкости при различных концентрациях (с разбавлением исходного раствора), измерения удобнее проводить в вискозиметре Уббелоде (рис. 32, б и в). Введение третьей трубки прерывает поток раствора в конце капилляра (создается так называемый подвесной уровень), поэтому время истечения жидкости не зависит от уровня раствора в резервуаре 6. [c.159]

Совместимость ПВХ с пластификаторами изучали [83] путем измерения вязкости растворов полимера в смеси пластификатор — дихлорэтан (1 1 по объему). При этом определяли характеристическую вязкость и тангенс угла наклона прямых в координатах Луд/с — С- Авторы принимали, что чем выше эти параметры, тем лучше совместимость пластификатора с ПВХ. Если наклон начального участка кривых определяется величиной wjkT, то для систем, образующихся с выделением тепла (отрицательное w), он должен уменьшаться с повышением температуры. Для систем, образующихся с поглощением тепла, наклон будет увеличиваться с повышением температуры. Соответственно для атермических систем наклон не должен меняться с изменением температуры. Результаты исследования ПВХ в смесях циклогексанона с некоторыми пластификаторами, приведенные в работе [87], подтверждают эти [c.51]