1
Оё маводи полиуретан ба ҳарорати баланд тобоваранд? Умуман, полиуретан ба ҳарорати баланд тобовар нест, ҳатто бо системаи муқаррарии PPDI, ҳадди ниҳоии ҳарорати он метавонад танҳо тақрибан 150 ° бошад. Навъҳои маъмулии полиэстер ё полиэфир наметавонанд ба ҳарорати аз 120 ° тоб оваранд. Аммо, полиуретан як полимери хеле қутбӣ аст ва дар муқоиса бо пластикҳои умумӣ, он ба гармӣ бештар тобовар аст. Аз ин рӯ, муайян кардани диапазони ҳарорат барои муқовимат ба ҳарорати баланд ё фарқияти истифодаи гуногун хеле муҳим аст.
2
Пас, чӣ гуна устувории гармии маводи полиуретаниро беҳтар кардан мумкин аст? Ҷавоби асосӣ ин баланд бардоштани кристаллии мавод аст, ба монанди изоцианати хеле муқаррарии PPDI, ки дар боло зикр шуда буд. Чаро баланд бардоштани кристаллии полимер устувории гармии онро беҳтар мекунад? Ҷавоб асосан ба ҳама маълум аст, яъне сохтор хосиятҳоро муайян мекунад. Имрўз мо мехостем фањмонем, ки чаро такмили ќонунияти сохтори молекулї боиси бењтар шудани устувории њароратї мегардад, идеяи асосї аз таъриф ё формулаи энергияи озоди Гиббс, яъне △G=H-ST мебошад. Тарафи чапи G энергияи озод ва тарафи рости муодилаи Н энтальпия, S энтропия ва T хароратро ифода мекунад.
3
Энергияи озоди Гиббс мафхуми энергетики дар термодинамика буда, андозаи он аксар вакт арзиши нисбист, яъне фарки байни киматхои ибтидои ва анчоми мебошад, бинобар ин дар пеши он аломати △ истифода мешавад, зеро кимати мутлакро бевосита ба даст овардан ё ифода кардан мумкин нест. Вақте ки △G кам мешавад, яъне ҳангоми манфӣ будани он, ин маънои онро дорад, ки реаксияи химиявӣ метавонад ба таври стихиявӣ ба амал ояд ё барои реаксияи муайяни пешбинишуда мусоид бошад. Ин инчунин метавонад барои муайян кардани он, ки реаксия дар термодинамика вуҷуд дорад ё баръакс аст. Дараҷа ё суръати коҳишро ҳамчун кинетикаи худи реаксия фаҳмидан мумкин аст. H асосан энталпия аст, ки онро тақрибан ҳамчун энергияи дохилии молекула фаҳмидан мумкин аст. Онро аз маънои рӯизаминии аломатҳои чинӣ тахминан тахмин кардан мумкин аст, зеро оташ нест

4
S энтропияи системаро ифода мекунад, ки ба таври умум маълум аст ва маънои аслии он комилан равшан аст. Он бо ҳарорати Т алоқаманд аст ё аз рӯи ҳарорат ифода мешавад ва маънои асосии он дараҷаи бетартибӣ ё озодии системаи хурди микроскопӣ мебошад. Дар ин лаҳза, дӯсти хурди мушоҳидакор шояд пай бурда бошад, ки ҳарорати T вобаста ба муқовимати гармӣ, ки мо имрӯз муҳокима мекунем, ниҳоят пайдо шудааст. Биёед ман каме дар бораи консепсияи энтропия сӯҳбат кунам. Энтропияро беақлӣ ҳамчун муқобили кристаллӣ фаҳмидан мумкин аст. Чӣ қадаре ки арзиши энтропия баланд бошад, сохтори молекулавӣ ҳамон қадар бетартиб ва бесарусомонтар аст. Чӣ қадаре ки қонунияти сохтори молекулавӣ баланд бошад, кристаллии молекула ҳамон қадар беҳтар аст. Акнун, биёед як мураббаъ хурдро аз ролли резинии полиуретанӣ бурида, мураббаи хурдро ҳамчун як системаи мукаммал ҳисоб кунем. Массаи он собит аст, бо назардошти он, ки квадрат аз 100 молекулаи полиуретан иборат аст (дар асл, шумораи зиёди онҳо вуҷуд дорад), азбаски масса ва ҳаҷми он асосан бетағйир аст, мо метавонем △G-ро ҳамчун арзиши хеле хурди ададӣ ё беохир ба сифр наздик кунем, он гоҳ формулаи энергияи озоди Гиббсро метавон ба S=H табдил дод, ки ҳарорати S=H аст, ва T . Ин аст, ки муқовимати гармии квадрати полиуретанӣ ба энталпияи H мутаносиб ва ба энтропия S мутаносибан баръакс аст. Албатта, ин усули тахминӣ аст ва беҳтар аст, ки пеш аз он △ илова кунед (бо роҳи муқоиса ба даст оварда шудааст).
5
Муайян кардан душвор нест, ки такмили кристаллӣ метавонад на танҳо арзиши энтропияро коҳиш диҳад, балки арзиши энталпияро афзоиш диҳад, яъне афзоиши молекула ҳангоми кам кардани маҳраҷ (T = H/S), ки барои баланд шудани ҳарорати T равшан аст ва он новобаста аз он ки T ҳарорати гузариши шиша аст ё аз ҳама самараноктарин ва маъмултарин аст. Он чизе, ки бояд гузарад, ин аст, ки мунтазамӣ ва кристаллии сохтори молекулавии мономер ва қонуният ва кристаллии умумии сахтшавии молекулавии баланд пас аз ҷамъшавӣ асосан хатӣ мебошанд, ки метавонанд тақрибан ба таври хаттӣ баробар бошанд ё фаҳмида шаванд. Энталпияи H асосан аз энергияи дохилии молекула мусоидат мекунад ва энергияи дохилии молекула натиҷаи сохторҳои гуногуни молекулавии энергияи потенсиалии молекулавӣ мебошад ва энергияи потенсиалии молекулавӣ потенсиали химиявӣ мебошад, сохтори молекулавӣ мунтазам ва ба тартиб оварда шудааст, яъне энергияи потенсиалии молекулавӣ баландтар аст ва ба вуҷуд овардани кристаллизатсия, кристаллизатсия ба об осонтар аст. Ғайр аз он, мо танҳо 100 молекулаи полиуретанро тахмин кардем, қувваҳои мутақобилаи байни ин 100 молекула инчунин ба муқовимати гармии ин ғалтаки хурд таъсир мерасонанд, ба монанди пайвандҳои физикии гидроген, гарчанде ки онҳо мисли пайвандҳои кимиёвӣ қавӣ нестанд, аммо шумораи N калон аст, рафтори ошкори ҳаракати нисбатан молекулавии ҳар як вайроншавии гидрогенро маҳдуд мекунад ё дараҷаи ҳар як вайроншавии гидрогенро маҳдуд мекунад. молекула, бинобар ин пайванди гидроген барои беҳтар кардани муқовимати гармӣ муфид аст.