1．原理

       在塑料、合成橡胶工业中，生产的高分子聚合物，其分子量的大小，对于加工性能的影响很大。由于用途不同，需要生产具有不同分子量的产品，因此高聚物平均分子量的测定就是一项重要的生产控制指标。

       在高分子工业生产中，常用粘度法来测定高聚物的平均分子量。它是将高聚物溶于某一指定的溶剂中，在一定温度下，测定高聚物溶液的粘度，其粘度的大小与分子量密切相关。

       在一定温度下，高聚物溶于溶剂后溶液的粘度比纯溶剂的粘度大。高聚物溶液的浓度愈大，其粘度也愈大，即流动的速度也愈慢。这样就可以通过测定液体流过一定体积所用的时间来反映溶液粘度的大小。在一定温度条件下，若两种高聚物溶液的浓度相同，其中流速小（即流经一定体积的时间愈长）的溶液，粘度大，即高聚物的分子量大。根据高聚物溶液的特性粘度与平均分子量的经验公式，通过测定特性粘度，就可算出高聚物的平均分子量。

       设在一定温度下，纯溶剂流经一定体积所需时间为t0，高聚物溶于此溶剂后，所得高聚物溶波流经相同体积的时间为t。

       当称取一定量高聚物溶于一定体积的溶剂后，可算出此高聚物溶液的浓度，c＝克／100毫升。

（16－5）式中M拔为高聚物平均分子量；K、a为经验常数，随测定温度和所用溶剂而改变。由（16－5）式可知：

       对某些高聚物，在一定测定条件下的K和a值如表16－4所示。

表16－4

       2．仪器

       （1）粘度计    在高分子化合物分子量测定中常使用奥氏粘度计（毛细管内径为0．5～0．6毫米）和乌氏粘度计（毛细管内径为0．3～0．4毫米、0．4～0．5毫米、0．5～0．6毫米三种）如图16－16所示。下面以改良式乌氏粘度计的使用为例，借以说明测定方法。仪器中的玻璃砂斗可装入聚乙烯样品，并可从磨口处卸下。

       （2）恒温槽    玻璃制，可用电热丝加热，由继电器保持恒温精度至±0．1℃。当测定温度低于100℃，可加热水。当测定温度高于100℃，可加热无色润滑油。

       （3）秒表    分度为0．2秒。

       （4）移液管    10毫升。

       （5）容量瓶    25毫升。

       （6）注射器    50毫升。

       3．测定方法

       以测定聚乙烯高聚物的平均分子量为例，在浴温130℃下测定，用四氢萘作溶剂，使用改良式乌氏粘度计。

       （1）测定溶剂流出的时间t0    恒温槽达130℃后，使槽内润滑油液面完全浸没G球，然后用移液管嗫取溶剂四氢萘10毫升，自A管注入改良式乌氏粘度计内（可拆下A管上的橡皮管），恒温五分钟，将C管夹住，用注射器从B管将溶剂吸入G球，松开C管夹子，用秒表测定溶剂流经a线至b线所需的时间，重复此操作三次，每两次流出时间相差不应大于0．2秒，取其平均值为t0。

       （2）溶解样品    用预先从粘度计取下洗净干燥后的玻璃砂芯漏斗，称取5．5～7．5毫克待测的聚乙烯样品，然后安装在粘度计内的磨口处，用注射器与A管橡皮管相接，反复抽压多次，使样品全溶于10毫升四氢萘溶剂中（样品也可预先在容量瓶中用溶剂溶解后，再注入粘度计，使之恒温）。

       （3）测定高聚物溶液流出时间t    夹住C管，用注射器从B管将溶液抽入G球内，松开C管，测流经a、b刻度的时间，如两次相差在0．2秒以上，说明样品未溶完，需再反复抽压溶解，直到三次测定结果平行为止，其平均值为t。

       （4）粘度计的清洗    将测过的溶液从粘度计倒出，加入15毫升四氢萘，用洗耳球吸至G球中，再压下去，反复将粘度计各部分都洗到，将四氢萘倒出，再加入丙酮洗至干净为止。最后将粘度计放入恒温槽内，用洗耳球向粘度计内压气，使丙酮挥发。粘度计内可卸的玻璃砂芯漏斗，亦用同样方法洗净，卸下放在红外灯下烘干备用。

       注意：测定中所用四氢萘及丙酮溶剂，必须事先用玻璃砂芯漏斗过滤，以免机械杂质堵塞粘度计的毛细管，而影响测定。

       4．分析结果计算

       由样品浓度c及测定的t、t0计算ηr、ηSP和〔η〕，根据经验公式：

logM拔=（lg〔η〕－lg5．1+4）/0．725

就可求出聚乙烯的平均分子量。