1
Ці ўстойлівыя поліўрэтанавыя матэрыялы да высокіх тэмператур? Увогуле, паліурэтана не ўстойлівы да высокіх тэмператур, нават са звычайнай сістэмай PPDI яго максімальная тэмпература можа быць толькі каля 150°. Звычайны поліэстэр або просты поліэфір могуць не вытрымліваць тэмпературу вышэй за 120°. Аднак паліурэтана - вельмі палярны палімер, і ў параўнанні са звычайнымі пластмасамі ён больш устойлівы да цяпла. Такім чынам, вызначэнне дыяпазону тэмператур для ўстойлівасці да высокіх тэмператур або дыферэнцыяцыя розных варыянтаў выкарыстання вельмі важныя.
2
Такім чынам, як можна палепшыць тэрмічную стабільнасць поліурэтанавых матэрыялаў? Асноўны адказ заключаецца ў павышэнні крышталічнасці матэрыялу, напрыклад, высокарэгулярнага ізацыяната PPDI, згаданага раней. Чаму павышэнне кристалличности палімера паляпшае яго тэрмічную стабільнасць? Адказ у прынцыпе ўсім вядомы, гэта значыць структура вызначае ўласцівасці. Сёння мы хацелі б паспрабаваць растлумачыць, чаму паляпшэнне рэгулярнасці малекулярнай структуры прыводзіць да паляпшэння тэрмічнай стабільнасці, асноўная ідэя - з вызначэння або формулы свабоднай энергіі Гібса, гэта значыць △G=H-ST. Левы бок G уяўляе свабодную энергію, а правы бок ураўнення H - гэта энтальпія, S - энтрапія, а T - тэмпература.
3
Свабодная энергія Гібса - гэта паняцце энергіі ў тэрмадынаміцы, і яе памер часта з'яўляецца адноснай велічынёй, г.зн. розніцай паміж пачатковым і канчатковым значэннямі, таму перад ёй выкарыстоўваецца сімвал △, паколькі абсалютная велічыня не можа быць непасрэдна атрымана або прадстаўлена. Калі △G памяншаецца, г. зн. калі ён адмоўны, гэта азначае, што хімічная рэакцыя можа адбыцца спантанна або быць спрыяльнай для пэўнай чаканай рэакцыі. Гэта таксама можа быць выкарыстана, каб вызначыць, ці існуе рэакцыя ці яна зварачальная ў тэрмадынаміцы. Ступень або хуткасць зніжэння можна разумець як кінэтыку самой рэакцыі. H - гэта ў асноўным энтальпія, якую можна прыблізна зразумець як унутраную энергію малекулы. Пра гэта можна прыкладна здагадацца з павярхоўнага значэння кітайскіх іерогліфаў, бо агонь такім не з'яўляецца

4
S уяўляе сабой энтрапію сістэмы, што агульнавядома, а літаральны сэнс цалкам зразумелы. Яно звязана або выражаецца ў тэрмінах тэмпературы Т, і яго асноўнае значэнне - ступень бязладзіцы або свабоды мікраскапічнай малой сістэмы. У гэты момант уважлівы маленькі сябар мог заўважыць, што нарэшце з'явілася тэмпература Т, звязаная з цеплавым супраціўленнем, якое мы сёння абмяркоўваем. Дазвольце мне крыху пагаварыць пра канцэпцыю энтрапіі. Энтрапію можна па-дурному разумець як супрацьлегласць крышталічнасці. Чым вышэй значэнне энтрапіі, тым больш неўпарадкаваная і хаатычная малекулярная структура. Чым вышэй рэгулярнасць малекулярнай структуры, тым лепшая кристалличность малекулы. Зараз давайце адрэжам невялікі квадрат ад рулона поліурэтанавай гумы і разглядаем яго як поўную сістэму. Яго маса фіксаваная, мяркуючы, што квадрат складаецца з 100 малекул паліурэтана (у рэчаіснасці іх N шмат), паколькі яго маса і аб'ём у асноўным нязменныя, мы можам апраксімаваць △G як вельмі малое лікавае значэнне або бясконца блізкае да нуля, тады формулу свабоднай энергіі Гібса можна пераўтварыць у ST=H, дзе T — тэмпература, а S — энтрапія. Гэта значыць, цеплавое супраціўленне поліурэтанавага квадрата прапарцыйна энтальпіі H і адваротна прапарцыянальна энтрапіі S. Вядома, гэта прыблізны метад, і перад ім лепш за ўсё дадаць △ (атрыманае ў выніку параўнання).
5
Няцяжка выявіць, што паляпшэнне крышталічнасці можа не толькі паменшыць значэнне энтрапіі, але і павялічыць значэнне энтальпіі, гэта значыць павелічэнне малекулы пры памяншэнні назоўніка (T = H/S), што відавочна для павышэння тэмпературы T, і гэта адзін з найбольш эфектыўных і распаўсюджаных метадаў, незалежна ад таго, ці з'яўляецца T тэмпературай стеклования або тэмпературай плаўлення. Што трэба змяніць, так гэта тое, што рэгулярнасць і кристалличность малекулярнай структуры манамера і агульная рэгулярнасць і кристалличность высокамалекулярнага зацвярдзення пасля агрэгацыі ў асноўным лінейныя, што можа быць прыблізна эквівалентным або разумецца лінейным чынам. Энтальпія H у асноўным абумоўлена ўнутранай энергіяй малекулы, а ўнутраная энергія малекулы з'яўляецца вынікам розных малекулярных структур з рознай малекулярнай патэнцыяльнай энергіяй, а малекулярная патэнцыяльная энергія - гэта хімічны патэнцыял, малекулярная структура з'яўляецца рэгулярнай і ўпарадкаванай, што азначае, што малекулярная патэнцыяльная энергія вышэй, і лягчэй вырабляць з'явы крышталізацыі, напрыклад, кандэнсацыю вады ў лёд. Акрамя таго, мы толькі што выказалі здагадку 100 малекул паліурэтана, сілы ўзаемадзеяння паміж гэтымі 100 малекуламі таксама будуць уплываць на тэрмічны супраціў гэтага невялікага роліка, напрыклад, фізічныя вадародныя сувязі, хоць яны не такія трывалыя, як хімічныя сувязі, але лік N вялікі, відавочныя паводзіны адносна больш малекулярнай вадароднай сувязі могуць паменшыць ступень беспарадку або абмежаваць дыяпазон руху кожнай малекулы паліурэтана, таму вадародная сувязь спрыяе павышэнню тэрмічнага супраціву.