1
Poliüretan malzemeler yüksek sıcaklıklara dayanıklı mıdır? Genel olarak, poliüretan yüksek sıcaklıklara dayanıklı değildir; standart bir PPDI sistemiyle bile maksimum sıcaklık limiti yalnızca yaklaşık 150°C olabilir. Sıradan polyester veya polieter türleri 120°C'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanamayabilir. Bununla birlikte, poliüretan oldukça polar bir polimerdir ve genel plastiklere kıyasla ısıya daha dayanıklıdır. Bu nedenle, yüksek sıcaklık dayanımı için sıcaklık aralığını tanımlamak veya farklı kullanım alanlarını ayırt etmek çok önemlidir.
2
Peki, poliüretan malzemelerin termal kararlılığı nasıl iyileştirilebilir? Temel cevap, daha önce bahsedilen yüksek derecede düzenli PPDI izosiyanat gibi malzemenin kristalliğini artırmaktır. Polimerin kristalliğinin artırılması termal kararlılığını neden iyileştirir? Cevap temelde herkes tarafından bilinmektedir, yani yapı özellikleri belirler. Bugün, moleküler yapı düzenliliğinin iyileştirilmesinin termal kararlılıkta neden bir iyileşmeye yol açtığını açıklamaya çalışacağız; temel fikir, Gibbs serbest enerjisinin tanımından veya formülünden gelir, yani △G=H-ST. G'nin sol tarafı serbest enerjiyi, denklemin sağ tarafı ise H entalpiyi, S entropiyi ve T sıcaklığı temsil eder.
3
Gibbs serbest enerjisi, termodinamikte bir enerji kavramıdır ve büyüklüğü genellikle göreceli bir değerdir, yani başlangıç ​​ve bitiş değerleri arasındaki farktır; bu nedenle önüne △ sembolü kullanılır, çünkü mutlak değer doğrudan elde edilemez veya temsil edilemez. △G azaldığında, yani negatif olduğunda, kimyasal reaksiyonun kendiliğinden gerçekleşebileceği veya belirli bir beklenen reaksiyon için elverişli olduğu anlamına gelir. Bu, termodinamikte reaksiyonun var olup olmadığını veya tersinir olup olmadığını belirlemek için de kullanılabilir. Azalma derecesi veya hızı, reaksiyonun kinetiği olarak anlaşılabilir. H temelde entalpidir ve yaklaşık olarak bir molekülün iç enerjisi olarak anlaşılabilir. Çince karakterlerin yüzeysel anlamından kabaca tahmin edilebilir, çünkü ateş

4
S, sistemin entropisini temsil eder; bu genellikle bilinir ve kelime anlamı oldukça açıktır. Sıcaklık T ile ilişkilidir veya sıcaklık T cinsinden ifade edilir ve temel anlamı, mikroskobik küçük sistemin düzensizlik veya serbestlik derecesidir. Bu noktada, dikkatli küçük arkadaşımız, bugün tartıştığımız termal dirençle ilgili sıcaklık T'nin nihayet ortaya çıktığını fark etmiş olabilir. Şimdi biraz entropi kavramından bahsedeyim. Entropi, aptalca bir şekilde kristalliğin tersi olarak anlaşılabilir. Entropi değeri ne kadar yüksekse, moleküler yapı o kadar düzensiz ve kaotiktir. Moleküler yapının düzenliliği ne kadar yüksekse, molekülün kristalliği o kadar iyidir. Şimdi, poliüretan kauçuk rulosundan küçük bir kare keselim ve bu küçük kareyi eksiksiz bir sistem olarak ele alalım. Kütlesi sabittir; karenin 100 poliüretan molekülünden oluştuğunu varsayarsak (gerçekte N tane vardır), kütlesi ve hacmi temelde değişmediğinden, △G'yi çok küçük bir sayısal değer veya sıfıra sonsuz derecede yakın olarak yaklaşık olarak alabiliriz; bu durumda Gibbs serbest enerji formülü ST=H'ye dönüştürülebilir; burada T sıcaklık ve S entropidir. Yani, poliüretan küçük karenin termal direnci, entalpi H ile doğru orantılı ve entropi S ile ters orantılıdır. Elbette bu yaklaşık bir yöntemdir ve önüne △ eklemek en iyisidir (karşılaştırma yoluyla elde edilir).
5
Kristalliğin iyileştirilmesinin sadece entropi değerini düşürmekle kalmayıp aynı zamanda entalpi değerini de artırabileceğini, yani paydayı azaltırken molekülü artırabileceğini (T = H/S) bulmak zor değildir; bu, sıcaklık T'nin artması için açıktır ve T'nin cam geçiş sıcaklığı veya erime sıcaklığı olmasına bakılmaksızın en etkili ve yaygın yöntemlerden biridir. Geçiş yapılması gereken şey, monomer moleküler yapısının düzenliliği ve kristalliği ile agregasyondan sonra yüksek moleküler katılaşmanın genel düzenliliği ve kristalliğinin temelde doğrusal olması, yani yaklaşık olarak eşdeğer veya doğrusal bir şekilde anlaşılabilmesidir. Entalpi H esas olarak molekülün iç enerjisinden kaynaklanır ve molekülün iç enerjisi, farklı moleküler yapıların farklı moleküler potansiyel enerjilerinin sonucudur ve moleküler potansiyel enerji kimyasal potansiyeldir; moleküler yapı düzenli ve sıralıysa, moleküler potansiyel enerji daha yüksektir ve suyun buza yoğunlaşması gibi kristalleşme olaylarının oluşması daha kolaydır. Ayrıca, sadece 100 poliüretan molekülü varsaydık; bu 100 molekül arasındaki etkileşim kuvvetleri de bu küçük silindirin ısı direncini etkileyecektir. Örneğin, fiziksel hidrojen bağları, kimyasal bağlar kadar güçlü olmasa da, N sayısı büyük olduğunda, nispeten daha fazla moleküler hidrojen bağının belirgin davranışı, her bir poliüretan molekülünün düzensizlik derecesini azaltabilir veya hareket aralığını kısıtlayabilir; bu nedenle hidrojen bağı, ısı direncini artırmaya faydalıdır.