Теоретическая часть. Метод вискозиметрии широко используется для определения молеку­лярных масс полимеров, т

Метод вискозиметрии широко используется для определения молеку­лярных масс полимеров, т. к. является самым простым и быстрым. Этот метод позволяет получить средневязкостную молекулярную массу М_ч для линейных и слаборазветвленных молекул. Вязкость раствора полимера существенно выше вязкости чистого растворителя. Увеличение вязкости, связанное с наличием в растворе макромолекул, является прямой функцией их гидродинамического объема, а значит, и молекулярной массы. Связь между вязкостью и молекуляр­ной массой отражает уравнение Марка - Куна - Хаувинка:

где [η]- характеристическая вязкость;

M - молекулярная масса полимера;

К и α - константы, характеризующие конкретную систему полимер-растворитель- температура (значения К и а известны для многих полимеров, некоторые из них приведены в табл. 2.2.1).

Рассмотрим, как может быть определена характеристическая вязкость. Представим себе жидкость, протекающую через капилляр. Время протекания τ объема V через капилляр радиуса г и длины l связано с абсолютной вязкостью жидкости известным уравнением Пуазейля:

где Р - давление, под которым происходит истечение жидкости. Если η и η₀ -абсолютные вязкости раствора и чистого растворителя соответственно, а τ и τ₀ -соответствующие времена протекания, то можно записать следующее соотношение:

Для одной и той же капиллярной трубки:

Отношение η / η₀ называется относительной вязкостью. Метод вискозиметрии оперирует с разными видами вязкости:

относительная вязкость

удельная вязкость

приведенная вязкость

характеристическая вязкость

Характеристическая вязкость называется также параметром Штаудингера или предельным вязкостным числом. Удельная вязкость, по определению, величина безразмерная, тогда как характеристическая вязкость имеет размерность обратной концентрации. Как видно из расчета, изложенного выше, для раствора образца полимера необязательно знать абсолютные вязкости растворителя и раствора, достаточно знать времена протекания постоянного объема раствори­теля и раствора через один и тот же капилляр. Этот принцип лежит в основе вискозиметрии как методы определения молекулярных масс.