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用門尼粘度儀測試天然橡膠的相對分子質(zhì)量
    相對分子質(zhì)量是天然橡膠的生產(chǎn)部門和研究、使用部門都非常關(guān)心的重要參數(shù)。已經(jīng)有很多有效的方法和精密儀器來測試高分子材料的相 對分子質(zhì)量[1],這些方法在測試相對分子質(zhì)量前都要用溶劑把待測材料溶解并過濾掉非溶解物和雜質(zhì)。Mark-Houwink方程??=kMa 很好地描述了高分子溶液的粘度與相對分子質(zhì)量的關(guān)系,并在相對分子質(zhì)量測試中廣泛應(yīng)用,如果該方程也同樣可以描述固體高分子材料的粘度與相對分子質(zhì)量的關(guān)系,就可以直接用固體高分子材料的粘度來表征相對分子質(zhì)量,從而建立一種方便的相對分子質(zhì)量測試方法。
    大多數(shù)天然橡膠生產(chǎn)農(nóng)場和橡膠制品廠都不具備有精密的儀器來測試天然橡膠相對分子質(zhì)量的條件,使用門尼粘度儀測試的門尼粘度ML（1+4）100??值是控制天然橡膠加工質(zhì)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),是相對分子質(zhì)量大小的定性概念。門尼粘度與天然橡膠相對分子質(zhì)量的定性關(guān)系是*的,如果能夠確定它們之間的定量關(guān)系,就可以用zui常用的門尼粘度儀直接從橡膠干膠的門尼粘度來計(jì)算出天然橡膠的相對分子質(zhì)量,這對于天然橡膠生產(chǎn)農(nóng)場和橡膠制品廠來說,相對分子質(zhì)量的測試就是一件很方便很容易的工作了。
    本文敘述了用門尼粘度儀測試的天然橡膠的門尼粘度與用凝膠滲透色譜儀測試的天然橡膠相對分子質(zhì)量之間的定量關(guān)系。

1實(shí)驗(yàn)部分
原材料:國產(chǎn)天然5#標(biāo)準(zhǔn)橡膠。
樣品制備與測試:天然橡膠在煉膠機(jī)輥距1mm、溫度40??條件下分別過5,10,15,20和25次。
用門尼粘度儀ZWM-III按GB/T1232.1-2000測試膠料的門尼粘度。
用凝膠滲透色譜儀（Agilent100,AgilentTechnologies,Inc.,U.S.A.）測定膠料的相對分子質(zhì)量。

2結(jié)果與討論
2.1??門尼粘度與過輥次數(shù)的關(guān)系
圖1表明,隨過輥次數(shù)增加,門尼粘度值ML（1+4）100??降低。門尼粘度值降低表明隨過輥次數(shù)增加,在機(jī)械剪切力和空氣的氧化作用下,天然橡膠的相對分子質(zhì)量降低。
2.2??
相對分子質(zhì)量與過輥次數(shù)的關(guān)系
圖2表明,隨過輥次數(shù)增加,凝膠滲透色譜儀測試的數(shù)均相對分子質(zhì)量和重均相對分子質(zhì)量都降低。由圖

1和圖2的結(jié)果可以認(rèn)為,門尼粘度的大小與天然橡膠相對分子質(zhì)量有直接的關(guān)系。

2.3??門尼粘度與相對分子質(zhì)量的關(guān)系
Mark-Houwink方程??=kMa很好地描述了高分子材料的溶液粘度與相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系,因而在相對分子質(zhì)量的測試中得到廣泛應(yīng)用。將門尼粘度值ML（1+4100
??作為天然橡膠的粘度,按方程??=kMa,以lnML（1+4）100對lnM作圖,見圖3。可看出,天然橡膠的門尼粘度與相對分子質(zhì)量有較好的相關(guān)性。圖中,天然橡膠的門尼粘度與數(shù)均相對分子質(zhì)量的關(guān)系為:lnML（1+4）100=-15.0413+1.5494ln
    門尼粘度與重均相對分子質(zhì)量的關(guān)系為:lnML（1+4）100=-6.1050+0.7404lnMw

2.4??測試誤差
用門尼粘度儀測試未過輥天然橡膠的門尼粘度值ML（1+4）100為84.51,凝膠滲透色譜儀測試的數(shù)均相對分子質(zhì)量和重均相對分子質(zhì)量分別為324700和1563600。用式（1）和式（2）計(jì)算出來的數(shù)均相對分子質(zhì)量和重均相對分子質(zhì)量分別為288200和
1525900,與凝膠滲透色譜儀測試的相對分子質(zhì)量的相對誤差分別為11.3%和2.4%
。重均相對分子質(zhì)量的相對誤差比數(shù)均相對分子質(zhì)量的相對誤差小,這與式（1）和式（2）的相關(guān)系數(shù)的差別是一致的.

3??結(jié)論
以上結(jié)果表明,天然橡膠的門尼粘度與凝膠滲透色譜儀測試的相對分子質(zhì)量之間有較好的相關(guān)性,可以用Mark-Houwink方程??=kMa 來描述。確定Mark-Houwink
方程的常數(shù)k和a值后可以用門尼粘度值ML（1+4）100來計(jì)算天然橡膠的相對分子質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),用門尼粘度值計(jì)算的數(shù)均相對分子質(zhì)量和重均相對分子質(zhì)量
與凝膠滲透色譜儀測試的相對分子質(zhì)量的相對誤差分別為11.3%和2.4%.