1
Czy materiały poliuretanowe są odporne na wysokie temperatury? Zasadniczo poliuretan nie jest odporny na wysokie temperatury, nawet w przypadku zwykłego systemu PPDI, jego maksymalna granica temperatury może wynosić tylko około 150°. Zwykłe rodzaje poliestru lub polieteru mogą nie być w stanie wytrzymać temperatur powyżej 120°. Jednak poliuretan jest wysoce polarnym polimerem i w porównaniu do zwykłych tworzyw sztucznych jest bardziej odporny na ciepło. Dlatego określenie zakresu temperatur dla odporności na wysokie temperatury lub zróżnicowanie różnych zastosowań jest bardzo krytyczne.
2
Jak zatem można poprawić stabilność termiczną materiałów poliuretanowych? Podstawową odpowiedzią jest zwiększenie krystaliczności materiału, takiego jak wysoce regularny izocyjanian PPDI wspomniany wcześniej. Dlaczego zwiększenie krystaliczności polimeru poprawia jego stabilność termiczną? Odpowiedź jest zasadniczo znana każdemu, czyli struktura determinuje właściwości. Dzisiaj chcielibyśmy spróbować wyjaśnić, dlaczego poprawa regularności struktury cząsteczkowej powoduje poprawę stabilności termicznej, podstawowa idea pochodzi z definicji lub wzoru swobodnej energii Gibbsa, tj. △G=H-ST. Lewa strona G reprezentuje swobodną energię, a prawa strona równania H to entalpia, S to entropia, a T to temperatura.
3
Energia swobodna Gibbsa jest pojęciem energetycznym w termodynamice, a jej wielkość jest często wartością względną, tj. różnicą między wartościami początkowymi i końcowymi, dlatego symbol △ jest używany przed nią, ponieważ wartości bezwzględnej nie można uzyskać ani przedstawić bezpośrednio. Gdy △G maleje, tj. gdy jest ujemne, oznacza to, że reakcja chemiczna może wystąpić spontanicznie lub być korzystna dla pewnej oczekiwanej reakcji. Można tego również użyć do określenia, czy reakcja istnieje lub jest odwracalna w termodynamice. Stopień lub szybkość redukcji można rozumieć jako kinetykę samej reakcji. H to zasadniczo entalpia, którą można w przybliżeniu rozumieć jako energię wewnętrzną cząsteczki. Można ją w przybliżeniu odgadnąć na podstawie powierzchniowego znaczenia znaków chińskich, ponieważ ogień nie jest

4
S oznacza entropię układu, która jest powszechnie znana, a dosłowne znaczenie jest całkiem jasne. Jest ona związana lub wyrażona w kategoriach temperatury T, a jej podstawowe znaczenie to stopień nieuporządkowania lub swobody mikroskopijnego małego układu. W tym momencie spostrzegawczy mały przyjaciel mógł zauważyć, że temperatura T związana z oporem cieplnym, który omawiamy dzisiaj, w końcu się pojawiła. Pozwólcie mi po prostu trochę pogawędzić o koncepcji entropii. Entropię można głupio rozumieć jako przeciwieństwo krystaliczności. Im wyższa wartość entropii, tym bardziej nieuporządkowana i chaotyczna jest struktura cząsteczkowa. Im wyższa regularność struktury cząsteczkowej, tym lepsza krystaliczność cząsteczki. Teraz odetnijmy mały kwadrat z rolki gumy poliuretanowej i potraktujmy ten mały kwadrat jako kompletny układ. Jego masa jest stała, zakładając, że kwadrat składa się ze 100 cząsteczek poliuretanu (w rzeczywistości jest ich N wiele), ponieważ jego masa i objętość są zasadniczo niezmienne, możemy przybliżyć △G jako bardzo małą wartość liczbową lub nieskończenie bliską zera, wówczas wzór na swobodną energię Gibbsa można przekształcić na ST=H, gdzie T jest temperaturą, a S entropią. Oznacza to, że opór cieplny małego kwadratu poliuretanu jest proporcjonalny do entalpii H i odwrotnie proporcjonalny do entropii S. Oczywiście jest to metoda przybliżona i najlepiej jest dodać przed nią △ (uzyskaną przez porównanie).
5
Nie jest trudno stwierdzić, że poprawa krystaliczności może nie tylko zmniejszyć wartość entropii, ale także zwiększyć wartość entalpii, to znaczy zwiększyć cząsteczkę przy jednoczesnym zmniejszeniu mianownika (T = H/S), co jest oczywiste dla wzrostu temperatury T, i jest to jedna z najskuteczniejszych i najpowszechniejszych metod, niezależnie od tego, czy T jest temperaturą zeszklenia, czy temperaturą topnienia. Należy przejść, że regularność i krystaliczność struktury cząsteczkowej monomeru oraz ogólna regularność i krystaliczność wysokiego krzepnięcia cząsteczkowego po agregacji są zasadniczo liniowe, co może być w przybliżeniu równoważne lub rozumiane w sposób liniowy. Entalpia H jest głównie wnoszona przez energię wewnętrzną cząsteczki, a energia wewnętrzna cząsteczki jest wynikiem różnych struktur cząsteczkowych o różnej energii potencjalnej cząsteczki, a energia potencjalna cząsteczki jest potencjałem chemicznym, struktura cząsteczkowa jest regularna i uporządkowana, co oznacza, że ​​energia potencjalna cząsteczki jest wyższa i łatwiej jest wytworzyć zjawiska krystalizacji, takie jak skraplanie się wody w lód. Poza tym, założyliśmy, że jest 100 cząsteczek poliuretanu, siły oddziaływania między tymi 100 cząsteczkami będą również miały wpływ na opór cieplny tego małego wałka, taki jak fizyczne wiązania wodorowe, chociaż nie są one tak silne jak wiązania chemiczne, ale liczba N jest duża, oczywiste zachowanie stosunkowo bardziej cząsteczkowego wiązania wodorowego może zmniejszyć stopień nieuporządkowania lub ograniczyć zakres ruchu każdej cząsteczki poliuretanu, więc wiązanie wodorowe jest korzystne dla poprawy oporu cieplnego.