1
Ці ўстойлівыя поліўрэтанавыя матэрыялы да высокіх тэмператур? У цэлым, поліўрэтан не ўстойлівы да высокіх тэмператур, нават пры выкарыстанні звычайнай сістэмы PPDI яго максімальная тэмпературная мяжа можа складаць толькі каля 150°. Звычайныя тыпы поліэфіру або поліэфіру могуць не вытрымліваць тэмператур вышэй за 120°. Аднак поліўрэтан — гэта высокапалярны палімер, і ў параўнанні з звычайнымі пластыкамі ён больш устойлівы да нагрэву. Таму вызначэнне дыяпазону тэмператур для ўстойлівасці да высокіх тэмператур або дыферэнцыяцыя розных спосабаў выкарыстання вельмі важная.
2
Дык як жа можна палепшыць тэрмічную стабільнасць поліўрэтанавых матэрыялаў? Асноўны адказ — павялічыць крышталічнасць матэрыялу, напрыклад, высокарэгулярнага ізацыяната PPDI, згаданага раней. Чаму павелічэнне крышталічнасці палімера паляпшае яго тэрмічную стабільнасць? Адказ у асноўным вядомы ўсім, гэта значыць, што структура вызначае ўласцівасці. Сёння мы хацелі б паспрабаваць растлумачыць, чаму паляпшэнне рэгулярнасці малекулярнай структуры прыводзіць да паляпшэння тэрмічнай стабільнасці. Асноўная ідэя заключаецца ў вызначэнні або формуле свабоднай энергіі Гібса, г.зн. △G=H-ST. Левы бок G прадстаўляе свабодную энергію, а правы бок ураўнення H — энтальпію, S — энтрапію, а T — тэмпературу.
3
Свабодная энергія Гібса — гэта энергетычнае паняцце ў тэрмадынаміцы, і яе велічыня часта з'яўляецца адноснай велічынёй, г.зн. розніцай паміж пачатковым і канчатковым значэннямі, таму перад ёй выкарыстоўваецца сімвал △, бо абсалютнае значэнне нельга непасрэдна атрымаць або прадставіць. Калі △G памяншаецца, г.зн. калі яно адмоўнае, гэта азначае, што хімічная рэакцыя можа адбыцца спантанна або быць спрыяльнай для пэўнай чаканай рэакцыі. Гэта таксама можна выкарыстоўваць для вызначэння таго, ці існуе рэакцыя, ці яна зварачальная ў тэрмадынаміцы. Ступень або хуткасць аднаўлення можна разумець як кінетыку самой рэакцыі. H — гэта ў асноўным энтальпія, якую можна прыблізна зразумець як унутраную энергію малекулы. Яе можна прыблізна здагадацца з павярхоўнага значэння кітайскіх іерогліфаў, бо агонь не...

4
S прадстаўляе энтрапію сістэмы, якая агульнавядомая, і літаральнае значэнне цалкам зразумелае. Яна звязана з тэмпературай T або выражаецца праз яе, а яе асноўнае значэнне — ступень неўпарадкаванасці або свабоды мікраскапічнай малой сістэмы. У гэты момант назіральны маленькі сябар, магчыма, заўважыў, што тэмпература T, звязаная з цеплавым супраціўленнем, пра якое мы сёння гаворым, нарэшце з'явілася. 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 крышталічнасць малекулы. Цяпер давайце выразаем невялікі квадрат з рулона поліўрэтанавай гумы і разгледзім гэты маленькі квадрат як поўную сістэму. Яго маса фіксаваная, калі выказаць здагадку, што квадрат складаецца са 100 малекул поліўрэтану (насамрэч іх N), паколькі яго маса і аб'ём практычна не змяняюцца, 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 малога квадрата з поліўрэтану прапарцыянальна энтальпіі H і адваротна прапарцыянальна энтрапіі S. Вядома, гэта прыблізны метад, і лепш за ўсё дадаць перад ім △ (атрыманае шляхам параўнання).
5
Няцяжка заўважыць, што паляпшэнне крышталічнасці можа не толькі знізіць значэнне энтрапіі, але і павялічыць значэнне энтальпіі, гэта значыць павялічыць малекулу пры адначасовым памяншэнні назоўніка (T = H/S), што відавочна пры павышэнні тэмпературы T, і гэта адзін з найбольш эфектыўных і распаўсюджаных метадаў, незалежна ад таго, ці з'яўляецца T тэмпературай шкловання або тэмпературай плаўлення. Неабходна ўлічваць, што рэгулярнасць і крышталічнасць малекулярнай структуры манамера, а таксама агульная рэгулярнасць і крышталічнасць высокамалекулярнага зацвярдзення пасля агрэгацыі ў асноўным лінейныя, што можна прыблізна эквівалентна або разумець лінейна. 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 рэгулярная і ўпарадкаваная, што азначае, што малекулярная патэнцыяльная энергія вышэйшая, і лягчэй выклікаць з'явы крышталізацыі, такія як кандэнсацыя вады ў лёд. Акрамя таго, мы толькі што выказалі здагадку, што існуе 100 малекул поліўрэтану, і сілы ўзаемадзеяння паміж гэтымі 100 малекуламі таксама будуць уплываць на цеплавое супраціўленне гэтага невялікага роліка, напрыклад, фізічныя вадародныя сувязі, хоць яны і не такія моцныя, як хімічныя, але колькасць N вялікая. Відавочныя паводзіны адносна больш малекулярнай вадароднай сувязі могуць паменшыць ступень разладу або абмежаваць дыяпазон руху кожнай малекулы поліўрэтану, таму вадародная сувязь карысная для паляпшэння цеплавога супраціўлення.