试验二渗透压法测定聚合物分子量和Huggins参数渗透压是溶液依数

实验二 渗透压法测定聚合物

分子量和Huggins参数

渗透压是溶液依数性的一种。用渗透压法测定分子量是研究溶液热力学性质的结果。这种方法广泛地被用于测定分子量2万以上聚合物的数均分子量及研究聚合物溶液中分子间相互作用情况。

一、实验目的

1．了解高聚物溶液渗透压的原理。

2．掌握动态渗透压法测定聚合物的数均分子量。

二、基本原理

1．理想溶液的渗透压

图2-1

从溶液的热力学性质可知，溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的小，当溶液与纯溶剂用一半透膜隔开（见图2-l），溶剂分子可以自由通过半透膜，而溶质分子则不能。由于半透膜两侧溶剂的化学势不等，溶剂分子经过半透膜进入溶液中，使溶液液面升高而产生液柱压强，溶液随着溶剂分子渗入而压强逐渐增加，其溶剂的化学势亦

增加，最后达到与纯溶剂化学势相同，即渗透平衡。此时两边液柱的压强差称为溶剂的渗透压（π）。

理想状态下的

渗透压公式：

--------------------------------------------- （1）

2．聚合物溶液的渗透压

高分子溶液中的渗透压，由于高分子链段间以及高分子和溶剂分子之间的相互作用不同，高分子与溶剂分子大小悬殊，使高分子溶液性质偏离理想溶液的规律。实验结果表明，高分子溶液的比浓渗透压

随浓度而变化，常用维利展开式来表示：

------------------------- （2）

式中A2和A3分别为第二和第三维利系数。

通常，A3很小，当浓度很稀时，对于许多高分子――溶剂体系高次项可以忽略。则式（2）可以写作：

------------------------------ （3）

即比浓渗透压（

）对浓度C作图是呈线性关系，如图2-2的线2所示，往外推到C→0，从截距和斜率便可以计算出被测样品的分子量和体系的第二维利系数A2。

但对于有些高分子――溶剂体系，在实验的浓度范围内，

对C作图。如图2-2线3所示，明显弯曲。可用下式表示：

---------------------- （4）

同样

对C作图得线性关系，外推C→0，得截距

，求得分子量M，由斜率可以求得

。