特性粘數英文解釋翻譯、特性粘數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 limiting viscosity number
分詞翻譯:
特的英語翻譯:
especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex
粘數的英語翻譯:
【化】 viscosity number
專業解析
特性粘數(Intrinsic Viscosity),在高分子科學和流變學領域是一個核心概念,用于表征聚合物分子在溶液中的流體力學體積或分子鍊的伸展程度。其漢英詞典角度的詳細解釋如下:
1. 定義與核心概念
特性粘數(Intrinsic Viscosity),符號通常表示為[η],定義為在無限稀釋條件下,聚合物溶液比濃粘度(ηsp/c)或比濃對數粘度(ln ηr/c)的極限值。它反映了單個高分子鍊對溶液粘度的貢獻,排除了高分子鍊間相互作用的影響。其數學表達式為:
$$
[eta] = lim{{c to 0}} frac{{eta{sp}}}{{c}} = lim_{{c to 0}} frac{{ln eta_r}}{{c}}
$$
其中:
- ηsp = (η - ηs)/ηs 為增比粘度(η 是溶液粘度,ηs 是純溶劑粘度)。
- ηr = η / ηs 為相對粘度。
- c 是聚合物溶液的濃度(通常以 g/dL 或 g/mL 表示)。
2. 物理意義
- 分子尺寸的表征: [η] 直接與聚合物分子在溶液中的流體力學體積相關。分子量越大、分子鍊在溶劑中越舒展(溶劑越良),[η] 值就越高。
- Mark-Houwink 方程: 特性粘數與聚合物分子量(M)通過著名的 Mark-Houwink 方程相關聯:
$$
[eta] = K M^alpha
$$
其中 K 和 α 是與聚合物-溶劑體系和溫度相關的常數。α 值反映分子鍊的構象(0.5 ≤ α ≤ 0.8 為柔性鍊在θ溶劑到良溶劑中的變化,α ≈ 2 為剛性棒狀分子)。這是通過粘度法測定聚合物分子量的理論基礎。
- 鍊剛性與溶劑化程度的指示: α 值的大小能提供分子鍊剛性及溶劑優劣的信息。
3. 測量方法
特性粘數無法直接測量,必須通過測量一系列不同濃度的稀溶液的粘度,然後外推到濃度為零(c → 0)得到。最常用的儀器是毛細管粘度計(如烏氏粘度計)。實驗時測量不同濃度下的 ηr 或 ηsp,然後分别作 (ηsp/c) vs c 和 (ln ηr/c) vs c 圖,兩條直線在 c=0 處的截距即為 [η](通常兩條直線截距非常接近)。
4. 應用領域
- 分子量測定: 粘度法是測定聚合物平均分子量(粘均分子量 Mη)最簡便、最常用的方法之一,尤其適用于生産質量控制。
- 聚合物結構表征: 通過比較不同聚合物或同一聚合物在不同溶劑中的 [η],可以研究分子鍊的剛性、支化程度(支化分子比線形分子具有更小的 [η])等結構信息。
- 溶劑優劣判斷: 在相同分子量下,[η] 值高的溶劑對該聚合物是更好的溶劑。
- 聚合過程監控: 可用于監測聚合反應進程或降解程度。
權威參考來源:
- 國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) 術語定義: IUPAC 在其聚合物術語彙編中明确定義了 Intrinsic Viscosity 及其測量原理,是概念标準化的基石。 (來源:IUPAC Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature)
- 經典高分子物理教材: 如《高分子物理》第三版(何曼君等編著,複旦大學出版社) 和《Polymer Physics》by M. Rubinstein and R.H. Colby (Oxford University Press),均對特性粘數的定義、物理意義、測量方法和應用有系統深入的闡述。
- 美國材料與試驗協會标準 (ASTM): ASTM D2857 标準詳細規定了使用烏氏毛細管粘度計測定聚合物稀溶液特性粘度的标準操作規程,是實驗方法的權威指南。 (來源:ASTM International - ASTM D2857 Standard)
網絡擴展解釋
特性粘數是高分子溶液黏度研究中的核心參數,主要用于表征聚合物分子在溶液中的流體力學特性。以下為詳細解釋:
一、定義與公式
特性粘數([ eta ])定義為當高分子溶液濃度趨近于零時,比濃粘度([ eta_{sp}/c ])或比濃對數相對粘度([ ln etar/c ])的外推值,即:
$$
[ eta ] = lim{c to 0} frac{eta{sp}}{c} = lim{c to 0} frac{ln eta_r}{c}
$$
其中:
- [ eta_{sp} = eta_r - 1 ](增比粘度,表示溶液粘度相對于溶劑的增量);
- [ eta_r = frac{eta}{eta_0} ](相對粘度,溶液粘度與溶劑粘度的比值);
- ( c ) 為溶液濃度。
二、物理意義
- 分子量關聯:特性粘數與聚合物的分子量直接相關,通過Mark-Houwink方程可建立關系:[ eta = K M^alpha ],其中( K )和( alpha )為特定溶劑和溫度下的常數。
- 結構表征:反映高分子鍊的柔性、支化程度及在溶液中的形态。
三、測定方法
通常需通過稀釋外推法:
- 測量不同濃度下的[ eta_{sp} ]和[ eta_r ];
- 繪制[ eta_{sp}/c ]或[ ln eta_r/c ]隨( c )變化的曲線;
- 外推至( c=0 )時的截距即為特性粘數。
四、應用領域
- 分子量測定:通過特性粘數推算聚合物平均分子量;
- 藥物分析:如藥典中用于右旋糖酐等物質的含量檢測;
- 材料研究:評估高分子鍊的流體力學體積及相互作用。
注意事項
- 與“粘度指數”區别:中提到的公式(含溫度依賴性)實為粘度指數(VI)的定義,用于潤滑油等工業領域,與高分子領域的特性粘數概念不同。
- 濃度無關性:特性粘數僅取決于聚合物本身性質,與溶液濃度無關。
如需進一步了解實驗操作或具體公式推導,可參考高分子物理教材或标準測試方法(如ASTM D2857)。
分類
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