1
Poliuretan materiallari yuqori haroratga chidamlimi? Umuman olganda, poliuretan yuqori haroratga chidamli emas, hatto oddiy PPDI tizimi bilan ham uning maksimal harorat chegarasi atigi 150° atrofida bo'lishi mumkin. Oddiy poliester yoki polieter turlari 120° dan yuqori haroratga bardosh bermasligi mumkin. Biroq, poliuretan yuqori qutbli polimer bo'lib, umumiy plastmassalarga nisbatan u issiqlikka ko'proq chidamli. Shuning uchun, yuqori haroratga chidamlilik uchun harorat oralig'ini aniqlash yoki turli xil foydalanishlarni farqlash juda muhimdir.
2
Xo'sh, poliuretan materiallarining issiqlik barqarorligini qanday yaxshilash mumkin? Asosiy javob materialning kristalligini oshirishdir, masalan, yuqorida aytib o'tilgan juda muntazam PPDI izosiyanat. Nima uchun polimerning kristalligini oshirish uning issiqlik barqarorligini oshiradi? Javob asosan hammaga ma'lum, ya'ni struktura xususiyatlarni belgilaydi. Bugun biz molekulyar struktura muntazamligining yaxshilanishi nima uchun issiqlik barqarorligining yaxshilanishiga olib kelishini tushuntirishga harakat qilmoqchimiz, asosiy g'oya Gibbsning erkin energiyasining ta'rifi yoki formulasidan kelib chiqadi, ya'ni △G=H-ST. G ning chap tomoni erkin energiyani, H tenglamaning o'ng tomoni esa entalpiya, S entropiya va T haroratni ifodalaydi.
3
Gibbsning erkin energiyasi termodinamikada energiya tushunchasi bo'lib, uning kattaligi ko'pincha nisbiy qiymat, ya'ni boshlang'ich va tugash qiymatlari orasidagi farqdir, shuning uchun uning oldida △ belgisi ishlatiladi, chunki absolyut qiymatni to'g'ridan-to'g'ri olish yoki ifodalash mumkin emas. △G kamayganda, ya'ni u manfiy bo'lganda, bu kimyoviy reaksiya o'z-o'zidan sodir bo'lishi yoki ma'lum bir kutilgan reaksiya uchun qulay bo'lishi mumkinligini anglatadi. Bundan, reaksiya termodinamikada mavjudmi yoki qaytarilishi mumkinligini aniqlash uchun ham foydalanish mumkin. Qayta tiklanish darajasi yoki tezligi reaksiyaning o'zining kinetikasi sifatida tushunilishi mumkin. H asosan entalpiya bo'lib, uni taxminan molekulaning ichki energiyasi sifatida tushunish mumkin. Buni xitoycha belgilarning sirt ma'nosidan taxmin qilish mumkin, chunki olov emas.

4
S tizimning entropiyasini ifodalaydi, bu odatda ma'lum va so'zma-so'z ma'nosi juda aniq. U harorat T bilan bog'liq yoki ifodalanadi va uning asosiy ma'nosi mikroskopik kichik tizimning tartibsizlik yoki erkinlik darajasidir. Shu payt kuzatuvchan kichkina do'stim bugun muhokama qilayotgan issiqlik qarshiligiga bog'liq harorat T nihoyat paydo bo'lganini payqagan bo'lishi mumkin. Keling, entropiya tushunchasi haqida bir oz to'xtalib o'tmoqchiman. Entropiyani ahmoqona tarzda kristallikning aksi sifatida tushunish mumkin. Entropiya qiymati qanchalik yuqori bo'lsa, molekulyar tuzilish shunchalik tartibsiz va xaotik bo'ladi. Molekulyar tuzilishning muntazamligi qanchalik yuqori bo'lsa, molekulaning kristalligi shunchalik yaxshi bo'ladi. Endi poliuretan kauchuk rulonidan kichik kvadratni kesib, kichik kvadratni to'liq tizim sifatida ko'rib chiqaylik. Uning massasi o'zgarmas, agar kvadrat 100 ta poliuretan molekulasidan iborat deb faraz qilsak (aslida ularning soni N ta), chunki uning massasi va hajmi asosan o'zgarmagan bo'lsa, biz △G ni juda kichik sonli qiymat yoki cheksiz nolga yaqin deb taxmin qilishimiz mumkin, keyin Gibbsning erkin energiya formulasini ST=H ga aylantirish mumkin, bu yerda T harorat, S esa entropiya. Ya'ni, poliuretan kichik kvadratining issiqlik qarshiligi entalpiya H ga mutanosib va ​​entropiya S ga teskari mutanosibdir. Albatta, bu taxminiy usul va undan oldin △ ni qo'shish yaxshidir (taqqoslash orqali olingan).
5
Kristallanishning yaxshilanishi nafaqat entropiya qiymatini kamaytirishi, balki entalpiya qiymatini ham oshirishi, ya'ni maxrajni kamaytirish bilan birga molekulani oshirishi (T = H/S) mumkinligini aniqlash qiyin emas, bu T haroratining oshishi uchun aniq va bu T shisha o'tish harorati yoki erish harorati bo'lishidan qat'i nazar, eng samarali va keng tarqalgan usullardan biridir. O'tish kerak bo'lgan narsa shundaki, monomer molekulyar tuzilishining muntazamligi va kristalligi hamda agregatsiyadan keyin yuqori molekulyar qattiqlashuvning umumiy muntazamligi va kristalligi asosan chiziqli bo'lib, bu taxminan teng yoki chiziqli tarzda tushunilishi mumkin. Entalpiya H asosan molekulaning ichki energiyasi bilan ta'minlanadi va molekulaning ichki energiyasi turli molekulyar potensial energiyaning turli molekulyar tuzilmalari natijasidir va molekulyar potensial energiya kimyoviy potensialdir, molekulyar struktura muntazam va tartibli, ya'ni molekulyar potensial energiya yuqoriroq va suvning muzga aylanishi kabi kristallanish hodisalarini hosil qilish osonroq. Bundan tashqari, biz shunchaki 100 ta poliuretan molekulasini taxmin qildik, bu 100 ta molekula orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari bu kichik rolikning issiqlik qarshiligiga, masalan, fizik vodorod bog'lanishlariga ham ta'sir qiladi, garchi ular kimyoviy bog'lanishlar kabi kuchli bo'lmasa-da, lekin N soni katta bo'lsa, nisbatan ko'proq molekulyar vodorod bog'lanishining aniq xatti-harakati tartibsizlik darajasini kamaytirishi yoki har bir poliuretan molekulasining harakatlanish diapazonini cheklashi mumkin, shuning uchun vodorod bog'lanishi issiqlik qarshiligini yaxshilash uchun foydalidir.