測定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子
基本介紹
- 中文名：施陶丁格粘度方程
- 外文名：Staudinger viscosity equation
- 別稱：施陶丁格方程
- 提出者：赫爾曼·施陶丁格
- 套用學科：化學
- 適用領域範圍：高分子化合物
推導過程,實驗驗證,定律影響,
推導過程
1922年，施陶丁格進而提出了高分子是由長鏈大分子構成的觀點，動搖了傳統的膠體理論的基礎。膠體論者堅持認為，天然橡膠是通過部分價鍵締合起來的，這種締合歸結於異戊二烯的不飽和狀態。他們自信地預言:橡膠加氫將會破壞這種締合，得到的產物將是一種低沸點的低分子烷烴，針列這一點，施陶丁格研究了天然橡膠的加氫過程，結果得到的是加氫橡膠而不是低分子烷烴，而且加氫橡膠在性質上與天然橡膠幾乎沒有什麼區別。結論增強了他關於天然橡膠是由長鏈大分子構成的信念。隨後他又將研究成果推廣到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它們的結構同樣是由共價鍵結合形成的長鏈大分子。
施陶丁格的觀點繼續遭到膠體論者的激烈反對，有的學者曾勸告說:"離開大分子這個概念吧!根本不可能有大分子那樣的東西"但是施陶丁格沒有退卻;他更認真地開展有關課題的深入研究，堅信自己的理論是正確的。為此他先後在1924年及1926年召開的德國博物學及醫學會議上，1925年召開的德國化學會的會議上詳細地介紹了自己的大分子理論，與膠體論者展開了面對面的辯論。
實驗驗證
辯論主要圍繞著兩個問題:一是施陶丁格認為測定高分子溶液的粘度可以換算出其分子量，分子量的多少就可以確定它是大分子還是小分子。膠體論者則認為粘度和分子量沒有直接的聯繫，當時由於缺乏必要的實驗證明，施陶丁格顯得較被動，處於劣勢。施陶丁格沒有卻步，而是通過反覆的研究，終於在粘度和分子量之間建立了定量關係式，這就是著名的施陶丁格方程。辯論的另一個問題是高分子結構中晶胞與其分子的關係。雙方都使用X射線衍射法來觀測纖維素，都發現單體(小分子)與晶胞大小很接近。對此雙方的看法截然不同。膠體論者認為一個晶胞就是一個分子，晶胞通過晶格力相互締合，形成高分子。施陶丁格認為晶胞大小與高分子本身大小無關，一個高分子可以穿過許多晶胞。對同一實驗事實有不同解釋，可見正確的解釋與正確的實驗同佯是重要的。科學的裁判是實驗事實。正當雙方觀點爭執不下時，1926年瑞典化學家斯維德貝格等人設計出一種超離心機，用它測量出蛋白質的分子量:證明高分子的分子量的確是從幾萬到幾百萬。這一事實成為大分子理論的直接證據。
定律影響
1812年，化學家在用酸水解木屑、樹皮、澱粉等植物的實驗中得到了葡萄糖，證明澱粉、纖維素都由葡萄糖組成。1826年，法拉第通過元素分析發現橡膠的單體分子是C5H8，後來人們測出C5H8的結構是異戊二烯。就這樣，人們逐步了解了構成某些天然高分子化合物的單體。
1839年，有個名叫古德意爾的美國人，偶然發現天然橡膠與硫磺共熱後明顯地改變了性能，使它從硬度較低、遇熱發粘軟化、遇冷發脆斷裂的不實用的性質，變為富有彈性、可塑性的材料。這一發現的推廣套用促進了天然橡膠工業的建立。天然橡膠這一處理方法，在化學上叫作高分子的化學改性，在工業上叫作天然橡膠的硫化處理。
進一步試驗，化學家們將纖維素進行化學改性獲得了第一種人造塑膠--賽璐珞和人造絲。1889年法國建成了最早的人造絲工廠，1900年英國建成了以木漿為原料的粘膠纖維工廠，天然高分子的化學改性，大大開闊了人們的視野。1907年，美國化學家在研究苯酚和甲醛的反應中製得了最早的合成塑膠--酚醛樹脂，俗名電木。1909年德國化學家以熱引發聚合異戊二烯獲得成功。在這一實驗啟發下，德國化學家採用與異戊二烯結構相近的二甲基丁二烯為原料，在金屬鈉的催化下，合成了甲基橡膠，開創了合成橡膠的工業生產。
