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1、中华人民共和国国家标准 UDC 6 7 8 . 7 4 6 膜渗透压法测定聚苯乙烯标准 样品的 数均分子量 2 2 - 1 ( 0 8 6 6) GB 6 5 9 6 - 8 6 D e t e r m i n a t i o n o f n u m b e r a v e r a g e m o l e c u l a r w e i g h t o f p o l y s t y r e n e s t a n d a r d s b y me mb r a n e o s m o me t r y 本标准规定了用膜渗透压法 ( 简称MO)测定聚苯乙烯标准样品数均分子量的绝对方法。适用的
2、分r 量 范 围 为1 . 5 x 1 0 一1 x 1 0 6 g “ m o l 一 。 1 原理 膜渗透压法是利用稀溶液的依数性质测定溶质的分子量。 当 溶剂池和溶液池用半透 膜隔开,分别注人溶剂和溶液,由于 纯溶剂的化学位高于溶液中溶剂的 化学位,溶剂池中 的溶剂分子则透过膜进人溶液池使其液面升高,产生 额外的静压强,溶液池中溶剂 的化学位因 压强增加而升高,当 与纯溶剂中的化学位数值相同时,即达渗透平衡。此时半透膜两侧的 压强差称为溶液的渗透压二。 高分r 溶液偏离理想溶液的规律,渗透压通常用维利 ( V i r i a l )展开式表示。当溶液浓度比较稀 时,表 小成 : 二。 .
3、 . . . . . . . . . . . 。 (1) 式, 1 1 : Mn (1+ A Z C ) 、M。 RTC JrA , 数 均分 子 量 , g “ m o l 一 ; 气体 常数,8 . 4 8 x 1 0 g f “ c m “ K一 “ m o l 一 , ; 绝 对 温 度 , K ; 溶 液 浓 度 , g “ c m - 3 ; 渗 透 压 , g f “ c m - Z ; 第 二 维利系数。 用 作 图 法或 最 小二 乘法 处 理 数 据, 求 得 数均分 子 量 M . - 2 方法一 2 . 1 试剂 分析纯甲苯,经脱气处理。校准用的和制备样品的溶剂应取白
4、同一容器。 2 . 2 仪器 2 . 2 . 1 玻璃仪器 磨口瓶: 移液管: 1 0 m1 ; 1 ml 或2 m l o 2 . 2 . 2 自 动膜渗透仪甲 本标准推荐采川K N A U E R型膜渗透仪或其他)生产的具有同样性能的仪器。 国家标准局1 9 8 6 - 0 7 - 2 4 发布 1 9 8 7 一 0 7 - 0 1 实施 GB 6 5 9 6 - 8 6 自 动膜渗透仪通常包括一个被半透膜分成两部分的不锈钢恒温池,一个将压差转换成电讯号的灵 敏的压力传感器,自 动记录仪,及为减少膜变形的影响而附加在膜上的支撑网。 仪器的灵敏度,即可检出 的最小液柱高,不大于0 . 0
5、2 c m , 2 . 2 . 3 半透膜 本标准用醋酸纤 维素或再生纤维素膜。膜的孔径必须适用于所测分子量的范围,注意避免样品低 分子量组分的渗漏。膜装上 前需经过适当 的处理,最后过渡到实验所用溶剂中( 详见仪 器操作说 明书) 。 2 。 2 . 4 天仁 分析天平,准确到0 . 1 M g . 2 . 3 样品制备 试验前应先将样兄 放在温度为4 5 士 1 0C ,压力低于1 3 3 . 3 P a 的真空烘箱中干燥至恒重, 然后放人干 燥器中待用。 2 . 4 滚液制备 表 1 酉 己 制原溶液的参考浓度 分子 量,g - m o l 一 1参 考 浓 度 , g . c m -
6、3 1 . 5 x 1 0 5x1 0 0 1 x1 0 5 2 . 5 x 1 0 5 5x1 0 1 0 x 1 0 5 0 . 0 0 2 - 0 . 0 0 5 0 . 0 0 2 - - 0 . 0 0 5 0 . 0 0 5 -0 . 0 1 0 0 . 0 0 5 - 0 . 0 1 0 0 . 0 0 8 一0 . 0 1 5 0 . 0 1 5 -0 . 0 3 0 参照表1 用重最法配制样品原溶液。再将原溶液配制成五个不同浓度的稀释液 ( 见附录A. 1 . 1 ) 2 . 5测试 步骤 2 . 5 . 1 恒温 使 渗透 池 的 温 度 达到 恒 定 , 恒温 温 度可
7、选2 0 一 4 0 间 的 任 惫 值, 恒 温 精 度不 大 于1 0 . 0 5 0C o 2 . 5 . 2 装膜 详见仪器操作说明书。 2 . 5 . 3 标定 为了使测定时记录仪上 的读数与溶液的渗透压对应,必须以甲苯为溶剂,按照仪器操作说明书 进 行标定,注意记下室温。 测量中所得到的液柱高度换算成渗透压时,应取纯溶剂在标定时室温下的密度值。 2 . 5 . 4 调零 侧试前 应反复用 纯溶剂洗涤溶液池,直至 记录仪 达到稳 定值,当 五次测定值之间的液柱高 度变 化 小于0 . 0 2 c m 时,调至零点,然后开始测定。 每个样品测试后,必须用纯溶剂将溶液池反复冲洗千净,使记
8、录仪回到零点,才能继续测试。 2 . 5 . 5 测试 按浓度低到高的顺序依次测量试样五个不同浓度稀释液的渗透压。 溶液浓度改变时,用待测溶液洗涤溶液池不少于五次 ( 每次用量约0 . 2 m l ) , 直至所测渗透压稳 定 即液柱的变化小于0 . 0 2 c m 为止。每次测量待平衡2 m i n 后读数, 测试时注意保持溶液池的液面高度不 变 ( 详见仪器操作说明书) 。 GB 6 5 8 6 -8 6 3 方法二 3 . 1 试剂 同2 . 1 e 3 . 2 仪器 3 . 2 . 1 玻璃仪器 容量瓶: 5 、1 0 m . 3 . 2 . 2 非自动渗透计* 本标准用改良型B r
9、u s s 型膜渗透计,如图 1 所示。 本计采用动态法测量渗透压,当溶液池毛细管液面低于或高于其平衡点时,液面将向平衡点方向 流动,到达平衡点时,其流速为零,由此测量毛细管液面在不同高度H处流经 1 m m 定距所需的时间。 改良型B r u s s 型膜渗透计结构图 1 一 拉 杆;2 一汞 杯;3 一 溶剂瓶 ;卜 注液 毛 细管, 5 一不锈钢渗透池,6 一参比毛细管固定夹.7 一参比 毛细管, 8 一测盘毛细管 、 , _一 d H,、 , , , _ . d H , 二 , , , . d H 、 . , 。 二。 ,., . -. 1i h l N F 3 R = u 计异改变迷
10、毕 - ; ; 尸,以月A ll 二二 -丫 仁 团,”桩到二 式 ,7j令, 4 a 佩肥i l l , 佩去光份则刀 、 堆i4-u, U 召U U 舀 其差值H与溶液密度P 的乘积即为渗透压。 当溶液、溶剂的密度相差较大时,应作密度改正 ( 见 附录A . 3 ) o 。武汉大学化学系设计,中国科学院武汉物理研究所实脸工厂生产。 G B 6 5 9 6 -3 6 3 . 2 . 3 I温水槽 可 选择2 0 一4 0 的f 干 温度,温度波动小于士0 . 0 1 0C o 3 . 2 . 4 0 11 高仪 精密度为 0 . 0 5 m m o 3 . 2 . 5 秒表 辛 占 密度为0
11、 . 1 S . 3 . 2 . 6 1- 透膜 使用再, t 纤维素膜 ( 见附录A. 2 ) 0 3 . 2 . 了 人 I - 同2 . 2 . 4 0 33 溶液制备 表 2 配制原溶液的参考浓度 分f 墩,g . m o l参考浓度,g “ c m - s 1.5 x 1 0 5 x 1 0 1x1 0 2 . 5 x 1 0 5 x D O “ 1 0 x 1 0 0 . 0 1 0 一0 . 0 2 0 0 . 0 1 0 - 0 . 0 2 0 0 . 0 2 5 - 0 . 0 3 5 0 . 0 2 5 - - 0 . 0 3 5 0 . 0 4 0 一0 . 0 5 0
12、0 . 0 4 5 - 0 . 0 5 5 参照表2 ,用容量法配制样品原溶液。 再将原溶液配制成五个不同浓度的稀释液( 见附录A. 1 . 2 ) 0 3 . 4 测试步骤 3 . 4 . 1 恒温 把渗透计放在避免阳光直 接照射到的恒温水槽中,使温度达到恒定。在恒温水槽的温度达到测量 温度半小时后再进行下述步骤。 3 . 4 . 2 测量溶剂的动态平衡点 3 . 4 . 2 . 1 注液 用长针头注射器将渗透池内溶剂抽于 ,然后取约2 m l 溶剂, 将渗透池洗涤一次并抽 几 净。 注人溶剂时,须将注射器针头插人池底,再缓 慢注液,防止池内产生气泡。 1 4 次进样及抽出 样品均不打开溶剂
13、瓶盖,避免测定时毛 细管弯月面涨落所带来的误差。 3 . 4 . 2 . 2 求封 将不锈钢拉杆插人注液毛 细管, 让拉杆顶端与液面形成小圆气泡( 此气泡在测量过程中不应变 化) , 用注射器将盛于一小锥形瓶内的汞 通过塑料管压到汞杯内,将溶液毛 细管密封。 _. . _ , _ 、 、 二d H 3 . 月 . 2 . 3 A 9 量 0囱 上汁 的 b .动态、 卜 衡点 H; ; 比 浓 渗 透 压 C 及 合 , 1%2 ; 按式 ( 2 )或式 ( 3 )计算M , 精密度 本标准所规定的精密度与被测试样的数均分子 量范围有关,见表3 , 表 3 精密度与被测试样数均分子 量关系表
14、M x 1 0 一 ,g “ m o l 一 1 重复性 再现性R 1 . 5 1 5 1 5- 2 0 2 0- 5 0 0 . 0 8 峡 0 . l o m 0 . 1 2 M 0 . 1 9 峡 0 . 2 2 叽 0 . 2 5 M 注木标准枯密度数据是九个实验室对分r 量等级分别为1 州、1 护、5 x 1 护三种窄分布聚苯乙烯标准样品所做 GB 6 5 9 6 -8 6 的试验,按G B 4 4 7 1 -8 4 化工产品试验方法精密度室间试验重复性和再现性的确定的规定而确定 的。 6 试验报告 试验报告应包括以下内容: a . 注明按照本国家标准, b . 试样来源、标号和其他
15、鉴别说明, c . 详细的测试条件,包括仪器型号、灵敏度、测定温度、溶剂和溶液浓度, d . 测试的原始数据、有关计算结果及图表和以三位有 效数字表示的数均分子量; e . 测试日 期,测试人员。 GB 6 5 9 6 -8 6 附录A 溶液配制、 膜处理和密度改正 ( 补充件) A. 1 溶液的配制 A. 1 . 1 方法一 在 个约为1 O m l 带有磨口塞的已 称重的容器中,准确称取重量为 W, 的mi l. , 根据表J i l l 所提供的 分f 员 和应配制的相应 浓度范 围,用 移液管 加人适量甲苯。1 2 h 后在天J 上 准确 称出 溶液 的重 量 W2 , 所配溶液用测定
16、温度下 的甲苯密度P,按式( A 1 ) 换算成重量体积浓度C ( g “ c m - 3 ) , 此即为原溶液浓 度: C 二 W, 律2 一 附1 P ( A1 ) 用 移液管在五个1 O m l 磨口瓶中分别按原溶液的1 / 5 , 2 / 5 , 3 / 5 , 4 / 5 和5 / 5 的比 例配制成不同 浓度 的稀释液。 A. 1 . 2 方法二 按待测高聚 物分子量的估计值,根据表2 中所提供的分子量和应配制的相应的浓度范围,准确称 取所需之样品量。然后置于1 O m l 容量瓶中,加人适量甲苯,使之溶解。1 2 h 后,在室温下将溶液稀释 至刻度,然后用移液管分别移取0 . 5
17、 , 1 . 0 , 1 . 5 , 2 . 0 和2 . 5 m l 溶液到五个5 m l 容量瓶中, 用甲苯稀释 至刻度,配制出五个不同浓度的稀释液。 按式 ( A 2 ) 进行浓度改正: 式中:CI C Z Pi P2 。C, P 2 七 2= “ . . . . . , 二, , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . l 八 乙少 PI 室温下 原 溶液 的浓 度, g “ c m 一 3 ; 测定温度下原溶液的浓度,9 - C M一 “ ; 室 温下 甲 苯 的密 度, g “ c m - 3 ; 测定温 度下甲苯 的密 度,g “ c m -
18、3 o A. 2 改良型B r u s s 型渗透计中 半透膜的制备与 选择 A. 2 . 1 半透膜的制备 首 先把再生纤维素膜放人2 0 % 的乙醇水溶液中授泡二十天,然后用无水乙醉、 无水乙醉和D MF * ( 比例为1 : 1 不 日 1 : 4 ) , D MF 依次置换,每次5 h 以上 ,最后再用 新鲜D MF 更换几次, 膜间用滤 纸片隔 ) ,保存1 ; D MF Q , o 为了在甲苯中测定聚苯乙烯的M ,使膜从D MF 中逐步置换到丙酮中, 然后转到丙酮和甲苯混合 液( 1 : 1 ) 中, 将膜装到渗透计上,再置换到甲苯中。装人渗透 计之前,必须保持膜的湿润,剪去边缘
19、多余部分。 A. 2 . 2 膜的 选择 在 测定前,可用一系列分子 量已知的窄分布标准样品进行膜的选择。如果选择的孔径太小,达到 渗透 I= 衡较慢。如孔径太大,高聚物的低分子部分将渗人溶剂池中,使分子量偏高。具体步骤是:配 DMF即 几 甲基甲酞胺 GB 6 5 9 6 -8 6 制 一 已知分f - 量为Mn ,浓度为 C的标样溶液,用长针头注射器注人渗透 计溶液池, 注液毛细管顶端用 汞 密封,在恒温条件下,记录在不同时间t 及对应的iv 9 量毛细管液面高度H( 测量的起始高 度尽量接近 按M。 及C估算的静态平衡点) ,作出静态平衡曲 线 ( H一 t 图) 。 观察到达平衡后毛细
20、管液面高H值, 如 随 时 间 下 降 , 则 表 示 溶 质 有 渗 漏 , 如1 h 不 下 降 , 则 该 膜 适 干 测 定 分 子 量 大 于 M 。 的 高 聚 物 。 A3 A f, 密度改正 使用自 动渗透计时,不需要进行密度改正。 使用 非自 动渗透计 时,由于 实验测得的半透 膜内 外液面高 差乘以 溶液 的密度,并 不就是溶液的渗 。因为在膜的位置,溶液与溶剂所受的压强差是溶液的液柱压强减去溶剂的液柱压强。如下图所 参比毛细管的液面离膜的距离为 刀 即 ,则: 十 H . ) P一 H . P o + 刀 口 ( P 一Po CC ) ( A3 ) ( A4) (H脚 兀
21、一C 当 参比毛 细管的液面离膜 的距离H m 或溶液密 度P 密 度改7 :-项是应予 考虑的。 用垂直膜的渗透计时,刀m 应从膜的中心线算起。 和 溶 剂 密 度 。 。 之 差 与 浓 度 比 P - P , 的 数 值 大 时 , t了 l几 。 i 垂直膜渗透计的H和 刀n , GB 6 5 9 6 -8 6 附录B 改良 型B r u s s 型渗透计试验 记录格式 ( 补充件) 表 B1 实验记录 序 号 C 9“ c m a HaH, 了 2 HH : d H/ d t z 1 0 + c m/ s cm 1 2 3 阳_d HY1: d t 一改 变 速 率 。 C溶液浓度,
22、 子 f H, Hz /f 参比毛细竹液面.佰 度; 测缺毛 细to液面起始佰 度; H, + 0 . 1 c . 或 H一 0 . 1 c m ; H, + H z 2 f / 一 f l n o 表 B 2 比浓渗透压n C 和 和1/2 据 序号 C g“ c m 一 sH ,cm P g. c m 一 7nC( nC ) 1/z 1 2 3 4 5 et : HH - y, 一 H o l 动态平 衡 点, c m ; 溶M的密度: 渗透! 1 ,K f “ c m- = 26 3 GB 6 5 9 6 - 8 6 附录C 改良 型B r u s s 型膜渗透计操作注惫事项 ( 参考件
23、) 每一 次测试都要在进样以后相同的时间间隔 ( 如1 0 -1 5 m i n )以及大 致相同的推动压头F 开始测 定。 为厂 克 服毛 细管沟流引起的误差,应采取将弯月面有规律地从下 往上 推的方式。 为厂 获得重复的结果和实验点好的线性关系,严格做到操作手续的一致是特别重要的。 附加说明: 本标准由中国石油化上 总公司提出,由全国塑料标准化技术委员会化学方法分会归口 。 本标准由吉林化学1 :公司研究院起草。 本标准主要起草人吕在民。 *草庐一苇草庐一苇*提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 提供优质文档, 如果 你下载的文档有缺页、 模糊等现象或 者遇到找不到的稀缺文件, 请发站内 信和我联系!我一定帮你解决! 本人有各种国内外标准 20 余万个, 包括全系 列 GB 国标国标及国内行业行业及部门标准部门标准,全系列 BSI EN DIN JIS NF AS NZS GOST ASTM ISO ASME SSPC ANSI IEC IEEE ANSI UL AASHTO ABS ACI AREMA AWS ML NACE GM FAA TBR RCC 各国船级 社 船级 社 等大量其他国际标准。豆丁下载网址:豆丁下载网址: http:/
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