1
Kestävätkö polyuretaanimateriaalit korkeita lämpötiloja? Yleensä polyuretaani ei kestä korkeita lämpötiloja, jopa tavallisella PPDI-järjestelmällä sen maksimilämpötilaraja voi olla vain noin 150°. Tavalliset polyesteri- tai polyeetterityypit eivät välttämättä kestä yli 120° lämpötiloja. Polyuretaani on kuitenkin erittäin polaarinen polymeeri, ja tavallisiin muoveihin verrattuna se kestää paremmin lämpöä. Siksi lämpötila-alueen määrittäminen korkean lämpötilan kestävyydelle tai eri käyttötarkoituksiin on erittäin tärkeää.
2
Joten miten polyuretaanimateriaalien lämpöstabiilisuutta voidaan parantaa? Perusvastaus on lisätä materiaalin kiteisyyttä, kuten aiemmin mainittu erittäin säännöllinen PPDI-isosyanaatti. Miksi polymeerin kiteisyyden lisääminen parantaa sen lämpöstabiilisuutta? Vastaus on periaatteessa kaikkien tiedossa, eli rakenne määrää ominaisuudet. Tänään haluamme yrittää selittää, miksi molekyylirakenteen säännöllisyyden parantaminen parantaa lämpöstabiilisuutta, perusidea on Gibbsin vapaan energian määritelmästä tai kaavasta eli △G=H-ST. G:n vasen puoli edustaa vapaata energiaa, ja yhtälön H oikea puoli on entalpia, S on entropia ja T on lämpötila.
3
Gibbsin vapaa energia on termodynamiikassa energiakäsite ja sen koko on usein suhteellinen arvo eli alku- ja loppuarvon ero, joten sen edessä käytetään symbolia △, koska itseisarvoa ei voida suoraan saada tai esittää. Kun △G pienenee, eli kun se on negatiivinen, se tarkoittaa, että kemiallinen reaktio voi tapahtua spontaanisti tai olla suotuisa tietylle odotetulle reaktiolle. Tätä voidaan käyttää myös sen määrittämiseen, onko reaktio olemassa tai onko se palautuva termodynamiikassa. Pelkistysaste tai -nopeus voidaan ymmärtää itse reaktion kinetiikkana. H on pohjimmiltaan entalpia, joka voidaan suunnilleen ymmärtää molekyylin sisäisenä energiana. Se voidaan karkeasti arvata kiinalaisten kirjainten pinnan merkityksestä, koska tuli ei sitä ole

4
S edustaa järjestelmän entropiaa, joka on yleisesti tiedossa ja kirjaimellinen merkitys on melko selvä. Se liittyy lämpötilaan T tai ilmaistaan ​​lämpötilalla T, ja sen perusmerkitys on mikroskooppisen pienen järjestelmän epäjärjestyksen tai vapauden aste. Tässä vaiheessa tarkkaavainen pikkuystävä saattoi huomata, että tänään keskustelemamme lämpövastukseen liittyvä lämpötila T ilmestyi vihdoin. Sallikaa minun vain pohtia hieman entropiakonseptia. Entropia voidaan typerästi ymmärtää kiteisyyden vastakohtana. Mitä suurempi entropiaarvo on, sitä epäjärjestyneempi ja kaoottisempi molekyylirakenne on. Mitä suurempi molekyylirakenteen säännöllisyys on, sitä parempi on molekyylin kiteisyys. Nyt leikataan pieni neliö polyuretaanikumirullasta ja katsotaan pientä neliötä täydellisenä järjestelmänä. Sen massa on kiinteä, olettaen, että neliö koostuu 100 polyuretaanimolekyylistä (todellisuudessa niitä on N monta), koska sen massa ja tilavuus ovat periaatteessa ennallaan, voimme arvioida △G hyvin pieneksi numeeriseksi arvoksi tai äärettömän lähellä nollaa, niin Gibbsin vapaan energian kaava voidaan muuntaa lämpötilaksi ST=eny, jossa S on lämpötila ST=eny. Toisin sanoen polyuretaanipienen neliön lämpöresistanssi on verrannollinen entalpiaan H ja kääntäen verrannollinen entropiaan S. Tämä on tietysti likimääräinen menetelmä, ja sen eteen on parasta lisätä △ (vertailulla saatu).
5
Ei ole vaikeaa havaita, että kiteisyyden parantaminen ei voi vain vähentää entropia-arvoa, vaan myös lisätä entalpia-arvoa, eli kasvattaa molekyyliä samalla kun pienentää nimittäjä (T = H/S), mikä on ilmeistä lämpötilan T nousulle, ja se on yksi tehokkaimmista ja yleisimmistä menetelmistä riippumatta siitä, onko T lasittumislämpötila vai sulamislämpötila. Se mitä on siirrettävä, on se, että monomeerin molekyylirakenteen säännöllisyys ja kiteisyys sekä suurimolekyylisen jähmettymisen yleinen säännöllisyys ja kiteisyys aggregaation jälkeen ovat periaatteessa lineaarisia, mikä voi olla suunnilleen ekvivalenttia tai ymmärtää lineaarisesti. Entalpia H muodostuu pääosin molekyylin sisäisestä energiasta ja molekyylin sisäenergia on seurausta erilaisista molekyylirakenteista, joilla on erilainen potentiaalienergia, ja molekyylipotentiaalienergia on kemiallinen potentiaali, molekyylirakenne on säännöllinen ja järjestynyt, mikä tarkoittaa, että molekyylin potentiaalienergia on suurempi ja kiteytysilmiöitä, kuten jäätä, on helpompi tuottaa. Lisäksi oletimme juuri 100 polyuretaanimolekyyliä, näiden 100 molekyylin väliset vuorovaikutusvoimat vaikuttavat myös tämän pienen telan lämmönkestävyyteen, kuten fysikaalisiin vetysidoksiin, vaikka ne eivät ole yhtä vahvoja kuin kemialliset sidokset, mutta luku N on suuri, suhteellisesti molekyylisemman vetysidoksen ilmeinen käyttäytyminen, joten kunkin molekyylin vaihteluvälin tai molekyylin ilmeinen käyttäytyminen voi rajoittaa epäjärjestyksen tai liikkeen astetta. vetysidos parantaa lämmönkestävyyttä.