1
Poliüretan malzemeler yüksek sıcaklıklara dayanıklı mıdır? Genel olarak poliüretan yüksek sıcaklıklara dayanıklı değildir, normal bir PPDI sistemiyle bile maksimum sıcaklık sınırı yalnızca 150° civarında olabilir. Sıradan polyester veya polieter türleri 120°'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanamayabilir. Ancak poliüretan oldukça polar bir polimerdir ve genel plastiklerle karşılaştırıldığında ısıya daha dayanıklıdır. Bu nedenle, yüksek sıcaklık direnci için sıcaklık aralığını tanımlamak veya farklı kullanımları ayırt etmek çok kritiktir.
2
Peki poliüretan malzemelerin termal kararlılığı nasıl iyileştirilebilir? Temel cevap, daha önce bahsedilen oldukça düzenli PPDI izosiyanat gibi malzemenin kristalliğini artırmaktır. Polimerin kristalliğini artırmak termal kararlılığını neden iyileştirir? Cevap temelde herkes tarafından bilinmektedir, yani yapı özellikleri belirler. Bugün, moleküler yapı düzenliliğinin iyileştirilmesinin termal kararlılıkta bir iyileşmeye neden yol açtığını açıklamaya çalışmak istiyoruz, temel fikir Gibbs serbest enerjisinin tanımı veya formülünden, yani △G=H-ST'den gelmektedir. G'nin sol tarafı serbest enerjiyi, denklemin sağ tarafı H entalpiyi, S entropiyi ve T sıcaklığı temsil eder.
3
Gibbs serbest enerjisi termodinamikte bir enerji kavramıdır ve büyüklüğü genellikle göreli bir değerdir, yani başlangıç ​​ve bitiş değerleri arasındaki farktır, bu nedenle mutlak değer doğrudan elde edilemediği veya temsil edilemediği için önünde △ sembolü kullanılır. △G azaldığında, yani negatif olduğunda, kimyasal reaksiyonun kendiliğinden meydana gelebileceği veya belirli bir beklenen reaksiyon için elverişli olabileceği anlamına gelir. Bu ayrıca termodinamikte reaksiyonun var olup olmadığını veya geri dönüşümlü olup olmadığını belirlemek için de kullanılabilir. İndirgeme derecesi veya oranı, reaksiyonun kinetiği olarak anlaşılabilir. H temelde entalpidir, bu da 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 gerçek anlamı oldukça açıktır. Sıcaklık T ile ilişkilidir veya bu şekilde ifade edilir ve temel anlamı mikroskobik küçük sistemin düzensizlik veya özgürlük derecesidir. Bu noktada, dikkatli küçük dostumuz bugün tartıştığımız termal dirençle ilişkili sıcaklık T'nin nihayet ortaya çıktığını fark etmiş olabilir. Entropi kavramı hakkında biraz gevezelik edeyim. Entropi, aptalca bir şekilde kristalinitenin tersi olarak anlaşılabilir. Entropi değeri ne kadar yüksekse, moleküler yapı o kadar düzensiz ve kaotiktir. Moleküler yapının düzenliliği ne kadar yüksekse, molekülün kristalinitesi o kadar iyidir. Şimdi, poliüretan kauçuk rulosundan küçük bir kare keselim ve küçük kareyi tamamlanmış bir sistem olarak düşünelim. Kütlesi sabittir, karenin 100 poliüretan molekülünden oluştuğu varsayıldığında (gerçekte, N tane vardır), kütlesi ve hacmi temelde değişmediğinden, △G'yi çok küçük bir sayısal değer veya sıfıra sonsuz derecede yakın olarak yaklaşık olarak hesaplayabiliriz, ardından Gibbs serbest enerji formülü ST=H'ye dönüştürülebilir, burada T sıcaklıktır ve S entropidir. Yani, poliüretan küçük karenin termal direnci entalpi H ile orantılı ve entropi S ile ters orantılıdır. Elbette, bu yaklaşık bir yöntemdir ve ondan önce △ eklemek en iyisidir (karşılaştırma yoluyla elde edilir).
5
Kristalinitenin iyileştirilmesinin sadece entropi değerini azaltmakla kalmayıp aynı zamanda entalpi değerini de artırabileceğini, yani paydayı (T = H/S) azaltırken molekülü artırabileceğini, bunun sıcaklık T artışı için açık olduğunu ve T'nin cam geçiş sıcaklığı veya erime sıcaklığı olup olmadığına bakılmaksızın en etkili ve yaygın yöntemlerden biri olduğunu bulmak zor değildir. Geçiş yapılması gereken şey, monomer moleküler yapısının düzenliliği ve kristalinitesi ile agregasyondan sonra yüksek moleküler katılaşmanın genel düzenliliği ve kristalinitesinin temelde doğrusal olmasıdır, bu yaklaşık olarak eşdeğer olabilir veya doğrusal bir şekilde anlaşılabilir. Entalpi H esas olarak molekülün iç enerjisi tarafından katkıda bulunur ve molekülün iç enerjisi farklı moleküler potansiyel enerjili farklı moleküler yapıların sonucudur ve moleküler potansiyel enerji kimyasal potansiyeldir, moleküler yapı düzenli ve düzenlidir, bu da moleküler potansiyel enerjinin daha yüksek olduğu ve suyun buza yoğunlaşması gibi kristalleşme olaylarını üretmenin daha kolay olduğu anlamına gelir. Ayrıca, sadece 100 poliüretan molekülü varsaydık, bu 100 molekül arasındaki etkileşim kuvvetleri, kimyasal bağlar kadar güçlü olmasa da, fiziksel hidrojen bağları gibi, bu küçük silindirin termal direncini de etkileyecektir, ancak N sayısı büyüktür, nispeten daha moleküler olan hidrojen bağının belirgin davranışı, düzensizlik derecesini azaltabilir veya her poliüretan molekülünün hareket aralığını kısıtlayabilir, bu nedenle hidrojen bağı termal direnci iyileştirmede faydalıdır.