1
آیا مواد پلی اورتان در برابر دماهای بالا مقاوم هستند؟ به طور کلی، پلی یورتان در برابر دماهای بالا مقاوم نیست، حتی با یک سیستم PPDI معمولی، حداکثر دمای آن تنها می تواند حدود 150 درجه باشد. انواع پلی استر یا پلی اتر معمولی ممکن است نتوانند دمای بالای 120 درجه را تحمل کنند. با این حال، پلی یورتان یک پلیمر بسیار قطبی است و در مقایسه با پلاستیک های معمولی، مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارد. بنابراین، تعریف محدوده دما برای مقاومت در برابر دمای بالا یا تمایز کاربردهای مختلف بسیار حیاتی است.
2
بنابراین چگونه می توان پایداری حرارتی مواد پلی اورتان را بهبود بخشید؟ پاسخ اصلی افزایش کریستالی بودن مواد است، مانند ایزوسیانات PPDI بسیار منظم که قبلا ذکر شد. چرا افزایش کریستالی بودن پلیمر باعث بهبود پایداری حرارتی آن می شود؟ پاسخ اساساً برای همه شناخته شده است، یعنی ساختار ویژگی ها را تعیین می کند. امروز، ما می خواهیم سعی کنیم توضیح دهیم که چرا بهبود نظم ساختار مولکولی باعث بهبود پایداری حرارتی می شود، ایده اصلی از تعریف یا فرمول انرژی آزاد گیبس است، یعنی △G=H-ST. سمت چپ G بیانگر انرژی آزاد است و سمت راست معادله H آنتالپی، S آنتروپی و T دما 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 قدر مطلق را نمی توان مستقیماً به دست آورد یا نشان داد. هنگامی که △G کاهش می یابد، یعنی زمانی که منفی است، به این معنی است که واکنش شیمیایی می تواند خود به خود رخ دهد یا برای یک واکنش مورد انتظار خاص مطلوب باشد. این همچنین می تواند برای تعیین وجود یا برگشت پذیر بودن واکنش در ترمودینامیک استفاده شود. درجه یا سرعت کاهش را می توان به عنوان سینتیک خود واکنش درک کرد. H اساساً آنتالپی است که تقریباً می توان آن را انرژی داخلی یک مولکول دانست. این را می توان تقریباً از روی معنای ظاهری حروف چینی حدس زد، زیرا آتش چنین نیست

4
S نشان دهنده آنتروپی سیستم است که به طور کلی شناخته شده است و معنای لغوی آن کاملاً واضح است. به دمای T مربوط یا بیان می شود و معنای اصلی آن درجه بی نظمی یا آزادی سیستم کوچک میکروسکوپی است. در این مرحله، دوست کوچک ناظر ممکن است متوجه شده باشد که دمای T مربوط به مقاومت حرارتی مورد بحث امروز بالاخره ظاهر شد. بگذارید کمی در مورد مفهوم آنتروپی صحبت کنم. آنتروپی را می توان به طرز احمقانه ای به عنوان متضاد کریستالینیتی درک کرد. هر چه مقدار آنتروپی بیشتر باشد، ساختار مولکولی بی نظم و آشفته تر است. هرچه نظم ساختار مولکولی بیشتر باشد، بلورینگی مولکول بهتر است. حالا بیایید یک مربع کوچک از رول لاستیکی پلی اورتان جدا کنیم و مربع کوچک را به عنوان یک سیستم کامل در نظر بگیریم. جرم آن ثابت است، با فرض اینکه مربع از 100 مولکول پلی یورتان تشکیل شده است (در واقع، تعداد N بسیار زیاد است)، چون جرم و حجم آن اساساً بدون تغییر است، می‌توانیم △G را به عنوان یک مقدار عددی بسیار کوچک یا بی‌نهایت نزدیک به صفر تقریب کنیم، سپس انرژی آزاد گیبس را می‌توان به فرمول ST=H، S تبدیل کرد. یعنی مقاومت حرارتی مربع کوچک پلی یورتان متناسب با آنتالپی H و با آنتروپی S نسبت معکوس دارد. البته این یک روش تقریبی است و بهتر است قبل از آن △ اضافه شود (از طریق مقایسه به دست می آید).
5
یافتن این نکته دشوار نیست که بهبود بلورینگی نه تنها می تواند مقدار آنتروپی را کاهش دهد، بلکه باعث افزایش مقدار آنتالپی می شود، یعنی افزایش مولکول در عین کاهش مخرج (T = H/S) که برای افزایش دمای T واضح است و صرف نظر از اینکه T دمای انتقال شیشه باشد یا دمای ذوب یکی از موثرترین و رایج ترین روش ها است. چیزی که باید تغییر کند این است که منظم بودن و بلورینگی ساختار مولکولی مونومر و نظم کلی و تبلور انجماد 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 ایجاد می شود و انرژی داخلی مولکول نتیجه ساختارهای مولکولی مختلف انرژی پتانسیل مولکولی متفاوت است و انرژی پتانسیل مولکولی پتانسیل شیمیایی است، ساختار مولکولی منظم و منظم است، به این معنی که انرژی پتانسیل مولکولی بالاتر است و تولید تبلور متبلور، تبدیل به آب مانند p آسان تر است. علاوه بر این، ما فقط 100 مولکول پلی یورتان را فرض کردیم، نیروهای برهمکنش بین این 100 مولکول نیز بر مقاومت حرارتی این غلتک کوچک تأثیر می گذارد، مانند پیوندهای هیدروژنی فیزیکی، اگرچه آنها به اندازه پیوندهای شیمیایی قوی نیستند، اما عدد N بزرگ است، رفتار آشکار هر یک از مولکولی های نسبتاً مولکولی بی نظمی پیوند هیدروژنی را محدود می کند، بنابراین می تواند میزان حرکت مولکولی نسبتاً مولکولی پیوند هیدروژنی را کاهش دهد. پیوند هیدروژنی برای بهبود مقاومت حرارتی مفید است.