1
პოლიურეთანის მასალები მდგრადია მაღალი ტემპერატურის მიმართ? ზოგადად, პოლიურეთანი არ არის მდგრადი მაღალი ტემპერატურის მიმართ, თუნდაც ჩვეულებრივი PPDI სისტემით, მისი მაქსიმალური ტემპერატურის ზღვარი შეიძლება იყოს მხოლოდ დაახლოებით 150°. ჩვეულებრივი პოლიესტერი ან პოლიეთერის ტიპები შეიძლება ვერ გაუძლოს 120°-ზე მაღალ ტემპერატურას. თუმცა, პოლიურეთანი არის უაღრესად პოლარული პოლიმერი და ზოგად პლასტმასთან შედარებით, ის უფრო მდგრადია სითბოს მიმართ. აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია ტემპერატურის დიაპაზონის განსაზღვრა მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობისთვის ან განსხვავებული გამოყენებისთვის.
2
მაშ, როგორ შეიძლება გაუმჯობესდეს პოლიურეთანის მასალების თერმული სტაბილურობა? ძირითადი პასუხი არის მასალის კრისტალურობის გაზრდა, როგორიცაა ზემოთ ნახსენები უაღრესად რეგულარული PPDI იზოციანატი. რატომ აუმჯობესებს პოლიმერის კრისტალურობის გაზრდა მის თერმულ მდგრადობას? პასუხი ძირითადად ყველასთვის ცნობილია, ანუ სტრუქტურა განსაზღვრავს თვისებებს. დღეს ჩვენ გვინდა ავხსნათ, თუ რატომ იწვევს მოლეკულური სტრუქტურის კანონზომიერების გაუმჯობესება თერმული სტაბილურობის გაუმჯობესებას, ძირითადი იდეა არის გიბსის თავისუფალი ენერგიის განმარტება ან ფორმულა, ანუ △G=H-ST. G-ის მარცხენა მხარე წარმოადგენს თავისუფალ ენერგიას, ხოლო H განტოლების მარჯვენა მხარე არის ენთალპია, S არის ენტროპია და T არის ტემპერატურა.
3
გიბსის თავისუფალი ენერგია არის ენერგიის კონცეფცია თერმოდინამიკაში და მისი ზომა ხშირად არის ფარდობითი მნიშვნელობა, ანუ განსხვავება საწყის და დასრულებულ მნიშვნელობებს შორის, ამიტომ სიმბოლო △ გამოიყენება მის წინ, რადგან აბსოლუტური მნიშვნელობის პირდაპირ მიღება ან წარმოდგენა შეუძლებელია. როდესაც △G მცირდება, ანუ როდესაც ის უარყოფითია, ეს ნიშნავს, რომ ქიმიური რეაქცია შეიძლება მოხდეს სპონტანურად ან ხელსაყრელი იყოს გარკვეული მოსალოდნელი რეაქციისთვის. ეს ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის დასადგენად, არის თუ არა რეაქცია თერმოდინამიკაში შექცევადია. შემცირების ხარისხი ან სიჩქარე შეიძლება გავიგოთ, როგორც თავად რეაქციის კინეტიკა. H ძირითადად ენთალპიაა, რომელიც დაახლოებით შეიძლება გავიგოთ, როგორც მოლეკულის შიდა ენერგია. ეს უხეშად შეიძლება გამოიცნოს ჩინური სიმბოლოების ზედაპირული მნიშვნელობიდან, რადგან ცეცხლი არ არის

4
S წარმოადგენს სისტემის ენტროპიას, რომელიც საყოველთაოდ ცნობილია და პირდაპირი მნიშვნელობა საკმაოდ ნათელია. იგი დაკავშირებულია ან გამოხატულია T ტემპერატურის მიხედვით და მისი ძირითადი მნიშვნელობა არის მიკროსკოპული მცირე სისტემის უწესრიგობის ან თავისუფლების ხარისხი. ამ დროს, დაკვირვებულმა პატარა მეგობარმა შეიძლება შეამჩნია, რომ საბოლოოდ გამოჩნდა ტემპერატურა T, რომელიც დაკავშირებულია თერმულ წინააღმდეგობასთან, რომელზეც დღეს განვიხილავთ. ნება მომეცით ცოტა ვისაუბრო ენტროპიის კონცეფციაზე. ენტროპია შეიძლება სულელურად გავიგოთ, როგორც კრისტალურობის საპირისპირო. რაც უფრო მაღალია ენტროპიის მნიშვნელობა, მით უფრო მოუწესრიგებელი და ქაოტურია მოლეკულური სტრუქტურა. რაც უფრო მაღალია მოლეკულური სტრუქტურის კანონზომიერება, მით უკეთესია მოლეკულის კრისტალურობა. ახლა, მოდით მოვჭრათ პატარა კვადრატი პოლიურეთანის რეზინის როლიდან და მივიჩნიოთ პატარა კვადრატი, როგორც სრული სისტემა. მისი მასა ფიქსირდება, თუ ვივარაუდებთ, რომ კვადრატი შედგება 100 პოლიურეთანის მოლეკულისგან (სინამდვილეში, ბევრია N), რადგან მისი მასა და მოცულობა ძირითადად უცვლელია, შეგვიძლია მივახლოვოთ △G, როგორც ძალიან მცირე რიცხვითი მნიშვნელობა ან უსასრულოდ ახლოს ნულთან, მაშინ გიბსის თავისუფალი ენერგიის ფორმულა შეიძლება გარდაიქმნას, სადაც T არის ST=H, ტემპერატურა. ანუ, პოლიურეთანის პატარა კვადრატის თერმული წინააღმდეგობა პროპორციულია ენთალპიის H და უკუპროპორციული ენტროპიის S. რა თქმა უნდა, ეს არის მიახლოებითი მეთოდი და უმჯობესია მის წინ დაამატოთ △ (შედარების გზით მიღებული).
5
ძნელი არ არის იმის დადგენა, რომ კრისტალურობის გაუმჯობესებას შეუძლია არა მხოლოდ შეამციროს ენტროპიის მნიშვნელობა, არამედ გაზარდოს ენთალპიის მნიშვნელობა, ანუ მოლეკულის გაზრდა მნიშვნელის შემცირებისას (T = H/S), რაც აშკარაა T ტემპერატურის გაზრდისთვის და ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური და გავრცელებული მეთოდი, მიუხედავად იმისა, არის თუ არა T შუშის გადასვლის ტემპერატურა თუ დნობის ტემპერატურა. გარდამავალია ის, რომ მონომერის მოლეკულური სტრუქტურის კანონზომიერება და კრისტალურობა და მაღალი მოლეკულური გამაგრების საერთო კანონზომიერება და კრისტალურობა აგრეგაციის შემდეგ ძირითადად წრფივია, რაც შეიძლება იყოს დაახლოებით ექვივალენტური ან გაგებული ხაზოვანი გზით. ენთალპიას H ძირითადად ხელს უწყობს მოლეკულის შინაგანი ენერგია, ხოლო მოლეკულის შიდა ენერგია არის სხვადასხვა მოლეკულური პოტენციური ენერგიის სხვადასხვა მოლეკულური სტრუქტურის შედეგი, ხოლო მოლეკულური პოტენციური ენერგია არის ქიმიური პოტენციალი, მოლეკულური სტრუქტურა არის რეგულარული და მოწესრიგებული, რაც ნიშნავს, რომ მოლეკულური პოტენციური ენერგია უფრო მაღალია და უფრო ადვილია კრისტალიზაციის კრისტალიზაცია, როგორიცაა p. გარდა ამისა, ჩვენ ახლახან ვივარაუდეთ 100 პოლიურეთანის მოლეკულა, ამ 100 მოლეკულას შორის ურთიერთქმედების ძალები ასევე იმოქმედებს ამ პატარა როლიკერის თერმულ წინააღმდეგობაზე, როგორიცაა ფიზიკური წყალბადის ბმები, თუმცა ისინი არ არიან ისეთივე ძლიერი, როგორც ქიმიური ბმები, მაგრამ რიცხვი N დიდია. წყალბადის ბმა სასარგებლოა თერმული წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად.