1
Полиуретанды материалдар жоғары температураға төзімді ме? Жалпы алғанда, полиуретан жоғары температураға төзімді емес, тіпті әдеттегі PPDI жүйесімен де, оның максималды температура шегі тек 150 ° шамасында болуы мүмкін. Кәдімгі полиэстер немесе полиэфир түрлері 120°-тан жоғары температураға төтеп бере алмауы мүмкін. Дегенмен, полиуретан жоғары полярлы полимер болып табылады және жалпы пластмассалармен салыстырғанда ол ыстыққа төзімді. Сондықтан жоғары температураға төзімділік үшін температура диапазонын анықтау немесе әртүрлі пайдалануды саралау өте маңызды.
2
Сонымен, полиуретанды материалдардың термиялық тұрақтылығын қалай жақсартуға болады? Негізгі жауап материалдың кристалдылығын арттыру болып табылады, мысалы, жоғарыда айтылған жоғары қалыпты PPDI изоцианаты. Неліктен полимердің кристалдылығын арттыру оның термиялық тұрақтылығын жақсартады? Жауап негізінен барлығына белгілі, яғни құрылым қасиеттерді анықтайды. Бүгін біз молекулалық құрылым заңдылығының жақсаруы неліктен термиялық тұрақтылықтың жақсаруына әкелетінін түсіндіруге тырысамыз, негізгі идея Гиббстің бос энергиясының анықтамасынан немесе формуласынан, яғни △G=H-ST. G-нің сол жағы бос энергияны, ал H теңдеуінің оң жағы - энтальпия, S - энтропия, T - температура.
3
Гиббстің бос энергиясы термодинамикадағы энергетикалық ұғым болып табылады және оның мөлшері көбінесе салыстырмалы шама, яғни бастапқы және соңғы мәндер арасындағы айырмашылық болып табылады, сондықтан оның алдында △ таңбасы қолданылады, өйткені абсолюттік шаманы тікелей алуға немесе көрсетуге болмайды. △G азайған кезде, яғни теріс болғанда, бұл химиялық реакцияның өздігінен жүруі немесе белгілі бір күтілетін реакция үшін қолайлы болуы мүмкін екенін білдіреді. Мұны термодинамикада реакцияның бар немесе қайтымды екенін анықтау үшін де қолдануға болады. Тотықсыздану дәрежесін немесе жылдамдығын реакцияның өзінің кинетикасы деп түсінуге болады. H негізінен энтальпия болып табылады, оны шамамен молекуланың ішкі энергиясы ретінде түсінуге болады. Оны қытай таңбаларының үстіңгі мағынасынан болжауға болады, өйткені от емес

4
S жүйенің жалпыға белгілі энтропиясын білдіреді және сөзбе-сөз мағынасы анық. Ол Т температураға қатысты немесе онымен өрнектеледі және оның негізгі мағынасы микроскопиялық шағын жүйенің бұзылу немесе еркіндік дәрежесі болып табылады. Осы кезде байқағыш кішкентай дос бүгін біз талқылайтын жылу кедергісіне байланысты T температурасының ақырында пайда болғанын байқаған болуы мүмкін. Маған энтропия тұжырымдамасы туралы аздап айтып берейін. Энтропияны кристалдықтың қарама-қарсылығы деп ақымақтықпен түсінуге болады. Энтропияның мәні неғұрлым жоғары болса, молекулалық құрылым соғұрлым ретсіз және хаотикалық болады. Молекулалық құрылымның заңдылығы неғұрлым жоғары болса, молекуланың кристалдылығы соғұрлым жақсы болады. Енді полиуретанды резеңке орамынан кішкене шаршыны кесіп алайық және кішкентай шаршыны толық жүйе ретінде қарастырайық. Оның массасы бекітілген, квадрат 100 полиуретан молекуласынан тұрады деп есептейміз (шындығында N көп), оның массасы мен көлемі негізінен өзгеріссіз болғандықтан, біз △G-ті өте аз сандық шама немесе нөлге шексіз жақын деп шамалауға болады, онда Гиббс бос энергиясының формуласы S=H, мұндағы ST-ге айналуы мүмкін. Яғни, полиуретанды шағын квадраттың жылу кедергісі H энтальпиясына пропорционалды және энтропияға кері пропорционалды S. Әрине, бұл шамамен әдіс және оның алдында △ қосқан дұрыс (салыстыру арқылы алынған).
5
Кристаллдықты жақсарту энтропия мәнін төмендетіп қана қоймай, энтальпия мәнін де арттыруға болатынын табу қиын емес, яғни азайғышты азайту кезінде молекуланы ұлғайту (T = H/S), бұл T температурасының жоғарылауы үшін айқын және бұл T шыны балқу температурасы немесе Т шынының өту температурасына қарамастан ең тиімді және кең таралған әдістердің бірі. Ауыстыру қажет нәрсе - мономердің молекулалық құрылымының заңдылығы мен кристалдылығы және агрегациядан кейінгі жоғары молекулалық қатаюдың жалпы заңдылығы мен кристалдылығы негізінен сызықты болып табылады, олар шамамен эквивалентті болуы немесе сызықтық жолмен түсінілуі мүмкін. H энтальпиясына негізінен молекуланың ішкі энергиясы әсер етеді, ал молекуланың ішкі энергиясы әртүрлі молекулалық потенциалдық энергияның әртүрлі молекулалық құрылымдарының нәтижесі болып табылады, ал молекулалық потенциалдық энергия химиялық потенциал, молекулалық құрылым тұрақты және реттелген, бұл молекулалық потенциалдық энергияның жоғары екенін білдіреді және кристалдану, су сияқты кристалдану оңайырақ. Сонымен қатар, біз жай ғана 100 полиуретанды молекуланы болжадық, осы 100 молекула арасындағы өзара әрекеттесу күштері физикалық сутектік байланыстар сияқты осы шағын роликтің жылу кедергісіне де әсер етеді, бірақ олар химиялық байланыстар сияқты күшті болмаса да, N саны үлкен, айқын мінез-құлық сутегінің салыстырмалы түрде молекулалық диапазонының бұзылуын азайтады немесе олардың әрқайсысының қозғалысын шектейді. молекуласы, сондықтан сутегі байланысы жылу кедергісін жақсарту үшін пайдалы.