СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВЕСА Советский патент 1971 года по МПК G01N21/59 

Предложение относится к химии полимеров.

Известны несколько способов определения молекулярного веса (MB) и молекулярно-весового распределения (МБР) полимера, но все они трудоемки (фракционирование) или чрезвычайно сложны и дороги (ультрацентрифугировапие). Одним из наиболее распространенных является способ турбидиметрического титрования. Он характеризуется сложностью и недостаточной точностью системы подачи осадителя, необходимостью введения поправок на изменение объема раствора в процессе измерения, обусловленное добавлением осадителя и невозможностью определения среднего молекулярного веса полимера в процессе измерения.

Цель изобретения состоит в разработке такого способа определения MB и МВР полимера, который сочетал бы быстроту определения, достаточную точность и применимость к любым полимерам. Это достигается тем, что исследуемый раствор охлаждают и в процессе охлаждения снимают зависимость мутности раствора от его температуры.

Способ основывается на том свойстве нолимера, что его фракции с большим молекулярным весом хуже растворяются, и, следовательно, при охлаждении раствора полимера сначала выпадают высокомолекулярные фракции, а затем постепенно фракции все с меньшим и

меньшим молекулярным весом. Таким образом, зависимость мутности от температуры характеризует МВР полимера.

Предлагаемый способ осуш,ествляется на турбидиметрах или нефелометрах, выпускаемых промышленностью, оборудованных термостатируемой кюветой и дополнительным устройством для поддерлсания в кювете заданного закона изменения температуры от времени

в широких пределах (-30-200°С). Прибор также должен содерл ать устройство для измерения температуры в процессе выполнения опыта, а мешалку для предотвращения коагуляции выпадаюшего полимера и обеспечения равномерности нагрева, что применяется на турбидиметрах для достижения большей точности получаемых данных.

На чертеже приводится принципиальная схема установки, применяемой для реализации предлагаемого способа.

Установка работает следующим образом. Свет из точечного осветителя / пропускается через оптическую систему 2 в целях получения параллельного пучка монохроматического света. Этот пучок проходит через герметическую оптическую кювету 5, содержащую исследуемый раствор. В кювете установлена мешалка 4 для предотвращения коагуляции, оседания взвеси и неравномерности нагрева.

ку 5, которая с помощью терморегулирующей и регистрирующей системы 6 поддерживает заданный температурный режим охлаждения. Система 6 также позволяет контролировать и регистрировать температуру охлаждения с помощью электронного самописца 7.

Свет, прошедший через кювету с исследуемым раствором, попадает в фотоумножитель, служащий датчиком самописца 7, что позволяет регистрировать степень ослабления света в кювете с исследуемым раствором.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят подготовку, пуск и прогрев установки, а также очистку и перегонку растворителя. Затем приготовляют полимер желаемой концентрации (оптимальная концентрация около 0,003 г/100 мл и фильтруют раствор (для некоторых полимеров, нерастворимых при нормальных условиях, например полиформальдегида, полиэтилена и др., необходимо горячее фильтрование). Заполняют кювету исследуемым раствором при температуре более высокой, чем температура выпадения полимера, и включают фотоэлектрорегистратор, мешалку и терморегулирующую систему, причем оптимальная скорость охлаждения 1° в минуту. Осаждение ведется до полного выпадения полимера.

Хотя воспроизводимость метода хорошая (5%) во избежание влияния случайных факторов, например плохой фильтрации раствора или недостаточно чистой кюветы, опыт желательно повторить два-три раза.

При обработке экспериментальных даппых строится кривая зависимости мутпости исследуемого раствора от температуры. При этом непосредственно по построенной кривой можно судить о молекулярном весе полимера, о ширине МБР и полидисперсности полимера (по ширине и величине наклона кривой), о наличии НИКОВ МБР (по изгибам кривой).

Для точного определения МБР вводится поправка на отклонение от пропорциональности мутности весу взвешенного полимера и строится номограмма зависимости мутности от молекулярного веса для различных температур. С увеличением концентрации полимера кривая сдвигается в сторону меньших температур и становится более крутой.

Блияние молекулярного веса полимера на кривую «мутность - температура сказывается на сдвиге кривой в сторону меньших темнератур.

По калибровочным кривым для двух образцов можно затем непосредственно определять средневязкостный МБ исследуемых полимеров с не очень широким МБР, что невозможно при ncc.x других известных способах.

Предмет изобрегения

Способ определепия молекулярного веса и молекулярно-весового распределения полимера, состоящий в том, что исследуемый полимер растворяют в жидкости и измеряют мутность полученной системы полимер-растворитель, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения и новышения его точности, раствор полимера охлаждают и в процессе охлаждения снимают зависимость мутности раствора от его температуры.