1
آیا مواد پلی اورتان در برابر درجه حرارت بالا مقاوم هستند؟ به طور کلی ، پلی اورتان در برابر درجه حرارت بالا مقاوم نیست ، حتی با یک سیستم PPDI معمولی ، حداکثر دمای آن فقط می تواند در حدود 150 درجه باشد. انواع معمولی پلی استر یا پلی اتر ممکن است قادر به مقاومت در برابر دمای بالاتر از 120 درجه نباشد. با این حال ، پلی اورتان یک پلیمر بسیار قطبی است و در مقایسه با پلاستیک های عمومی ، در برابر گرما مقاوم تر است. بنابراین ، تعیین دامنه دما برای مقاومت در دمای بالا یا تمایز استفاده های مختلف بسیار مهم است.
2
بنابراین چگونه می توان پایداری حرارتی مواد پلی اورتان را بهبود بخشید؟ پاسخ اساسی افزایش تبلور مواد است ، مانند ایزوسیانات بسیار معمولی PPDI که قبلاً ذکر شد. چرا افزایش تبلور پلیمر باعث افزایش ثبات حرارتی آن می شود؟ پاسخ اساساً برای همه شناخته شده است ، یعنی ساختار خصوصیات را تعیین می کند. امروز ، ما می خواهیم سعی کنیم توضیح دهیم که چرا بهبود منظم ساختار مولکولی باعث بهبود ثبات حرارتی می شود ، ایده اصلی از تعریف یا فرمول انرژی رایگان گیبس ، یعنی △ G = H-ST است. سمت چپ G نشان دهنده انرژی آزاد است ، و سمت راست معادله H آنتالپی است ، S آنتروپی و T درجه حرارت است.
3
انرژی آزاد گیبس یک مفهوم انرژی در ترمودینامیک است ، و اندازه آن اغلب یک مقدار نسبی است ، یعنی تفاوت بین مقادیر شروع و پایان ، بنابراین نماد △ در مقابل آن استفاده می شود ، زیرا مقدار مطلق نمی تواند مستقیماً به دست بیاید یا نشان دهد. هنگامی که △ g کاهش می یابد ، یعنی وقتی منفی است ، به این معنی است که واکنش شیمیایی می تواند به طور خودجوش رخ دهد یا برای یک واکنش مورد انتظار خاص مطلوب باشد. این همچنین می تواند برای تعیین اینکه آیا واکنش وجود دارد یا در ترمودینامیک قابل برگشت است استفاده شود. درجه یا میزان کاهش را می توان به عنوان سینتیک خود واکنش دانست. H اساساً آنتالپی است ، که تقریباً می تواند به عنوان انرژی داخلی یک مولکول درک شود. تقریباً می توان از معنی سطح شخصیت های چینی حدس زد ، زیرا آتش نیست

4
S نمایانگر آنتروپی سیستم است که به طور کلی شناخته شده است و معنای تحت اللفظی کاملاً واضح است. از نظر دما t مربوط به یا بیان است و معنای اساسی آن میزان اختلال یا آزادی سیستم کوچک میکروسکوپی است. در این مرحله ، دوست کوچک ناظر ممکن است متوجه شده باشد که دمای T مربوط به مقاومت حرارتی که امروز در مورد آن بحث می کنیم سرانجام ظاهر شد. بگذارید کمی در مورد مفهوم آنتروپی سر و صدا کنم. آنتروپی را می توان احمقانه به عنوان خلاف تبلور درک کرد. هرچه مقدار آنتروپی بالاتر باشد ، ساختار مولکولی بی نظم تر و آشوب آور تر است. هرچه منظم ساختار مولکولی بالاتر باشد ، تبلور مولکول بهتر است. حال ، بیایید یک مربع کوچک را از رول لاستیکی پلی اورتان برش دهیم و مربع کوچک را به عنوان یک سیستم کامل در نظر بگیریم. جرم آن ثابت است ، با فرض اینکه مربع از 100 مولکول پلی اورتان تشکیل شده است (در واقعیت ، تعداد زیادی وجود دارد) ، زیرا جرم و حجم آن اساساً بدون تغییر است ، می توانیم به عنوان یک مقدار عددی بسیار کوچک یا به طور نامتناهی نزدیک به صفر تقریب دهیم ، سپس فرمول انرژی آزاد گیبس می تواند به st = h تبدیل شود ، جایی که t است که دما است و S است. یعنی مقاومت حرارتی مربع کوچک پلی اورتان متناسب با آنتالپی H و معکوس متناسب با آنتروپی S. است ، البته این یک روش تقریبی است ، و بهتر است قبل از آن اضافه کنید (از طریق مقایسه).
5
دشوار نیست که دریابید که بهبود تبلور نه تنها می تواند مقدار آنتروپی را کاهش دهد بلکه مقدار آنتالپی را نیز افزایش می دهد ، یعنی افزایش مولکول ضمن کاهش مخرج (T = H/S) ، که برای افزایش درجه حرارت t کاملاً واضح است ، و این یکی از مؤثرترین و متداول ترین روش ها است ، صرف نظر از اینکه آیا T درجه حرارت انتقال شیشه یا دمای ذوب است. آنچه باید انتقال یابد این است که منظم و تبلور ساختار مولکولی مونومر و منظم بودن و تبلور کلی جامد سازی مولکولی بالا پس از تجمع اساساً خطی است ، که می تواند تقریباً معادل یا به روش خطی درک شود. آنتالپی H عمدتاً توسط انرژی داخلی مولکول کمک می شود ، و انرژی درونی مولکول نتیجه ساختارهای مولکولی مختلف انرژی پتانسیل مولکولی مختلف است و انرژی پتانسیل مولکولی پتانسیل شیمیایی است ، ساختار مولکولی منظم و سفارش داده می شود ، به این معنی که انرژی پتانسیل مولکولی بالاتر است ، و آسان تر است تا به عنوان یخ تولید شود. علاوه بر این ، ما فقط 100 مولکول پلی اورتان را فرض کردیم ، نیروهای تعامل بین این 100 مولکول نیز بر مقاومت حرارتی این غلتک کوچک مانند پیوندهای هیدروژن فیزیکی تأثیر می گذارند ، اگرچه آنها به اندازه پیوندهای شیمیایی قوی نیستند ، اما تعداد n بزرگ است ، اما رفتار آشکار از هیدروژن نسبتاً مولکولی ، می تواند میزان بویور هیدروژن را کاهش دهد و یا باعث کاهش میزان حرکت پلی می شود. مقاومت