물리화학실험 | Dilute Solution Viscosity of Polystyrene - 폴리스티렌의 고유점도 측정

 

 

 

TIP

 

 

고분자의 고유점도를 측정하고 고분자의 분자량과 고유점도의 관계를 이해한다.

 

 

 

점성도(Viscosity)

유체 점성의 크기를 나타내는 물질 고유의 상수를 말하며 점성률 또는 점도라고도 한다. 흐름방향 x축에 직각인 y축 방향에서 유속 υ에 변화가 있을 때 x축에 평행인 면 안에 유체의 속도기울기에 비례하는 변형력 X = η∂υ/∂y가 작용하는데 이 때 비례상수 η가 점성도이다.

 

 

용융점도

용융상태에 있는 물질의 점도를 말한다. 플라스틱의 용융점도는 성형성에 직접 관계하는 중요한 인자이며, 분자 구조나 중합도 등에 의해 개개의 플라스틱 재료의 용융점도가 달라지는 것은 물론이지만, 온도, 압력, 전단속도, 충전재나 배합제의 유무등에 따라서도 크게 변한다. 따라서 동일 조건에서 측정한 수치를 비교할 필요가 있다. 이 때문에 용융점도를 측정하기 위한 장치나 측정 조건이 여러가지 규격을 통일되어 있다. 또 폴리에틸렌(polyethylene)의 가공성을 판정하기 위한 멜트 인덱스(melt index)는 용융점도를 간접으로 표현한 수치라고도 말할 수 있다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

① 100㎖의 부피측정용 플라스크에 폴리스티렌을 0.1㎎까지 정확히 읽어 1g 정도 넣고 톨루엔으로 표선을 채운 다음 20℃에서 자석교반기를 사용하여 완전히 용해시킨다.

 

② 폴리스티렌을 용해시키는 동안 Ubbelohde 점도계가 깨끗한가를 조사하고 만일 깨끗하지 않으면 세척액으로 세척한 다음 증류수로 수회 헹구고 다시 아세톤으로 수회 헹구어준다. 이렇게 세척한 점도계를 건조한 질소가스로 건조시키거나 건조기에서 건조한다.

 

③ 10㎖의 톨루엔을 정확하게 취하여 거른 다음 그림에 나타낸 점도계의 a부분에 넣어준다. 이 점도계를 25℃로 맞추어 놓은 항온조에 수직으로 넣고 평형에 도달할 때까지 잠시동안 방치해 둔다.

 

④ c부분을 한손가락으로 막고 a부분으로부터 건조된 질소가스를 주입하거나 고무흡인기를 사용하여 톨루엔이 f구에 가득차도록 한다. 이때 만일 g구에 과량의 톨루엔이 있으면 a또는 c를 약간 열어 나머지 톨루엔은 모두 e구로 떨어지게 한다.

 

점도는 온도에 크게 영향을 받는다.

 

⑤ 손가락으로 막은 c를 열면서 동시에 초시계를 작동시키고 마지막 액체가 f구 아래에 있는 눈금을 통과하는 시간을 측정한다. 실험을 3회 실시하여 0.1%의 오차범위에 3개의 값이 들어있지 않으면 점도계를 다시 세척한다.

 

항온조 안에 유리관을 넣어두었다 유리관에 시료를 넣는다. 시료가 유리관 벽을 타고 내려오도록 한다.

 

⑥ ①에서 제조한 폴리스티렌 용액을 여과하고 5㎖를 피펫으로 취하여 점도계의 a를 통하여 가하고 질소가스를 통과하여 잘 혼합하고 평형에 도달할 때까지 약간 방치한다.

 

⑦ ④, ⑤의 조작을 실시하여 실험값을 얻는다.

 

⑧ 다시 폴리스티렌 용액 5㎖를 가하고 ④, ⑤ 조작을 실시하여 실험값을 얻는다.

 

⑨ 계속해서 ⑧의 조작을 2회 더 실시하여 4가지 농도의 폴리스티렌 용액에 대한 실험값을 각각 얻는다.

 

 

 

[물리화학실험]Dilute Solution Viscosity of Polystyrene 레포트