1
هل مواد البولي يوريثان مقاومة لدرجات حرارة عالية؟ بشكل عام ، لا يقاوم البولي يوريثان درجات الحرارة العالية ، حتى مع وجود نظام PPDI منتظم ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لدرجة الحرارة حوالي 150 درجة. قد لا تكون أنواع البوليستر العادية أو بولي إيثر قادرة على تحمل درجات الحرارة التي تتجاوز 120 درجة. ومع ذلك ، فإن البولي يوريثان هو بوليمر قطبي للغاية ، ومقارنة مع البلاستيك العام ، فهو أكثر مقاومة للحرارة. لذلك ، فإن تحديد نطاق درجة الحرارة لمقاومة درجات الحرارة العالية أو التمييز بين الاستخدامات المختلفة أمر بالغ الأهمية.
2
فكيف يمكن تحسين الاستقرار الحراري لمواد البولي يوريثان؟ الإجابة الأساسية هي زيادة بلورة المادة ، مثل Isocyanate PPDI العادية للغاية المذكورة سابقًا. لماذا زيادة بلورة البوليمر تعمل على تحسين استقرارها الحراري؟ الجواب معروف بشكل أساسي للجميع ، أي أن الهيكل يحدد الخصائص. اليوم ، نود أن نحاول توضيح سبب قيام تحسين بنية الجزيئية بإحداث تحسن في الاستقرار الحراري ، والفكرة الأساسية هي من تعريف أو صيغة الطاقة الحرة Gibbs ، أي △ G = H-ST. يمثل الجانب الأيسر من G الطاقة الحرة ، والجانب الأيمن من المعادلة h هو enthalpy ، s هو الانتروبيا ، و t هي درجة الحرارة.
3
إن الطاقة الخالية من Gibbs هي مفهوم للطاقة في الديناميكا الحرارية ، وغالبًا ما يكون حجمها قيمة نسبية ، أي الفرق بين قيم البداية والنهاية ، بحيث يتم استخدام الرمز △ أمامه ، حيث لا يمكن الحصول على القيمة المطلقة أو تمثيلها مباشرة. عندما ينخفض ​​△ g ، أي عندما يكون سلبيًا ، فهذا يعني أن التفاعل الكيميائي يمكن أن يحدث تلقائيًا أو يكون مواتًا لتفاعل معين متوقع. يمكن استخدام هذا أيضًا لتحديد ما إذا كان التفاعل موجودًا أو يمكن عكسه في الديناميكا الحرارية. يمكن فهم درجة أو معدل التخفيض على أنه حركية رد الفعل نفسه. H هو في الأساس enthalpy ، والتي يمكن فهمها تقريبًا على أنها الطاقة الداخلية للجزيء. يمكن تخمينه تقريبًا من المعنى السطحي للشخصيات الصينية ، لأن النار ليست

4
يمثل S إنتروبيا النظام ، وهو المعروف عمومًا والمعنى الحرفي واضح تمامًا. إنه مرتبط أو معبر عنه من حيث درجة الحرارة T ، ومعنىه الأساسي هو درجة الاضطراب أو حرية النظام الصغير المجهري. في هذه المرحلة ، قد لاحظ الصديق الصغير الملاحظ أن درجة الحرارة T المتعلقة بالمقاومة الحرارية التي نناقشها اليوم ظهرت أخيرًا. اسمحوا لي أن أتجول قليلاً عن مفهوم الانتروبيا. يمكن فهم الانتروبيا بغباء على أنه عكس البلورة. كلما ارتفعت قيمة الانتروبيا ، كلما كان الهيكل الجزيئي أكثر اضطرابات وتفوضين. كلما زاد انتظام التركيب الجزيئي ، كان تبلور الجزيء أفضل. الآن ، دعنا نقطع مربعًا صغيرًا من لفة المطاط البولي يوريثان وننظر إلى مربع صغير كنظام كامل. تم إصلاح كتلته ، على افتراض أن المربع يتكون من 100 جزيء من البولي يوريثان (في الواقع ، هناك الكثير) ، حيث أن كتلته وحجمها لم يتغيروا بشكل أساسي ، يمكننا أن نتقارب △ g كقيمة رقمية صغيرة جدًا أو قريبة من الصفر ، ثم يمكن تحويل صيغة الطاقة الخالية من الطاقة إلى ST إلى T ، حيث تكون T هي درجة الحرارة ، و. وهذا يعني أن المقاومة الحرارية لمربع البولي يوريثان الصغير تتناسب مع المحتوى الحراري وتتناسب عكسيا مع إنتروبيا س. بالطبع ، هذه طريقة تقريبية ، ومن الأفضل إضافة △ قبل ذلك (تم الحصول عليها من خلال المقارنة).
5
ليس من الصعب العثور على أن تحسين البلورة لا يمكن أن يقلل فقط من قيمة الانتروبيا ولكن أيضًا يزيد من قيمة المحتوى الحراري ، أي ، يزيد من الجزيء مع تقليل المقام (t = h/s) ، وهو أمر واضح لزيادة درجة الحرارة t ، وهو أحد أكثر الطرق فعالية وشائعة ، بغض النظر عما إذا كانت درجة حرارة الانتقال الزجاجية أو درجة حرارة الانقلاب. ما يجب نقله هو أن انتظام وبلورة التركيب الجزيئي المونومر والانتظام الكلي والبلورة للتصلب الجزيئي العالي بعد التجميع خطية بشكل أساسي ، والتي يمكن أن تكون مكافئة أو مفهومة تقريبًا بطريقة خطي. يساهم المحتوى الحراري H بشكل أساسي بالطاقة الداخلية للجزيء ، والطاقة الداخلية للجزيء هي نتيجة للهياكل الجزيئية المختلفة للطاقة الجزيئية المختلفة ، والطاقة الجزيئية الكامنة هي الإمكانات الكيميائية ، والبنية الجزيئية منتظمة وترتيبها ، مما يعني أن طاقة إمكانية الجزيئية أعلى ، وأنها أسهل لإنتاج البلورة ، مثل التكرار المائي. علاوة على ذلك ، افترضنا فقط 100 جزيء من البولي يوريثان ، فإن قوى التفاعل بين هذه الجزيئات المائة ستؤثر أيضًا على المقاومة الحرارية لهذه الأسطوانة الصغيرة ، مثل روابط الهيدروجين الفيزيائية ، على الرغم من أنها ليست قوية مثل الرابطة الكيميائية ، ولكن العدد n كبير ، فإن السلوك الواضح للهيدروجين أكثر نسبيًا يمكن أن يقل تحسين المقاومة الحرارية.