1
Устойчивы ли полиуретановые материалы к высоким температурам? В целом, полиуретан не устойчив к высоким температурам, даже при использовании обычной системы PPDI его максимальная допустимая температура составляет всего около 150°. Обычные полиэфирные или полиэфирные материалы могут не выдерживать температуру выше 120°. Однако полиуретан является высокополярным полимером и, по сравнению с обычными пластмассами, более устойчив к высоким температурам. Поэтому определение температурного диапазона для высокотемпературной стойкости или дифференциация различных областей применения имеют решающее значение.
2
Итак, как можно улучшить термическую стабильность полиуретановых материалов? Основной ответ заключается в увеличении кристалличности материала, например, высокоупорядоченного изоцианата PPDI, упомянутого ранее. Почему увеличение кристалличности полимера улучшает его термическую стабильность? Ответ в основном известен всем: структура определяет свойства. Сегодня мы хотели бы попытаться объяснить, почему улучшение упорядоченности молекулярной структуры приводит к улучшению термической стабильности. Основная идея исходит из определения или формулы свободной энергии Гиббса, т.е. △G = H - ST. Левая часть G представляет собой свободную энергию, а правая часть уравнения H — энтальпия, S — энтропия, а T — температура.
3
Свободная энергия Гиббса — это энергетическое понятие в термодинамике, и её величина часто является относительной, то есть разностью между начальным и конечным значениями, поэтому перед ней используется символ △, поскольку абсолютное значение нельзя получить или представить напрямую. Когда △G уменьшается, то есть становится отрицательным, это означает, что химическая реакция может протекать спонтанно или благоприятна для определённой ожидаемой реакции. Это также можно использовать для определения того, существует ли реакция или обратима ли она в термодинамике. Степень или скорость восстановления можно понимать как кинетику самой реакции. H — это, по сути, энтальпия, которую можно приблизительно понимать как внутреннюю энергию молекулы. Это можно приблизительно предположить из поверхностного значения китайских иероглифов, поскольку огонь не является

4
S обозначает энтропию системы, которая общеизвестна, и её буквальное значение довольно ясно. Она связана с температурой T или выражается через неё, и её основное значение — степень неупорядоченности или свободы микроскопической малой системы. На этом этапе внимательный маленький друг мог заметить, что наконец-то появилась температура T, связанная с тепловым сопротивлением, которое мы сегодня обсуждаем. Позвольте мне немного порассуждать о концепции энтропии. Энтропию можно ошибочно понимать как противоположность кристалличности. Чем выше значение энтропии, тем более неупорядоченной и хаотичной является молекулярная структура. Чем выше регулярность молекулярной структуры, тем лучше кристалличность молекулы. Теперь давайте отрежем небольшой квадрат от полиуретанового резинового валика и будем рассматривать этот небольшой квадрат как целостную систему. Масса квадрата фиксирована, предполагается, что он состоит из 100 молекул полиуретана (в действительности их N), поскольку его масса и объем практически не изменяются, поэтому мы можем аппроксимировать △G очень малым числовым значением или бесконечно близким к нулю, тогда формула свободной энергии Гиббса может быть преобразована в ST=H, где T — температура, а S — энтропия. То есть, тепловое сопротивление маленького квадрата из полиуретана пропорционально энтальпии H и обратно пропорционально энтропии S. Конечно, это приблизительный метод, и лучше добавить △ перед ним (полученное путем сравнения).
5
Нетрудно заметить, что улучшение кристалличности может не только уменьшить значение энтропии, но и увеличить значение энтальпии, то есть увеличить количество молекул при уменьшении знаменателя (T = H/S), что очевидно при повышении температуры T, и это один из наиболее эффективных и распространенных методов, независимо от того, является ли T температурой стеклования или температурой плавления. Необходимо понимать, что регулярность и кристалличность молекулярной структуры мономера и общая регулярность и кристалличность высокомолекулярного затвердевания после агрегации в основном линейны, что может быть приблизительно эквивалентно или понято линейным образом. Энтальпия H в основном обусловлена ​​внутренней энергией молекулы, которая является результатом различий в молекулярной структуре и потенциальной энергии молекулы. Потенциальная энергия молекулы — это химический потенциал, и чем правильнее и упорядоченнее молекулярная структура, тем легче происходят явления кристаллизации, такие как конденсация воды в лед. Кроме того, мы предположили наличие всего 100 молекул полиуретана, и силы взаимодействия между этими 100 молекулами также будут влиять на термическое сопротивление этого небольшого ролика, например, физические водородные связи. Хотя они не так сильны, как химические связи, но их количество велико, и очевидно, что относительно большее количество водородных связей может уменьшить степень неупорядоченности или ограничить диапазон движения каждой молекулы полиуретана, поэтому водородные связи способствуют повышению термического сопротивления.