1
Полиуретан материалдары жогорку температурага туруктуубу? Жалпысынан алганда, полиуретан жогорку температурага туруктуу эмес, ал тургай кадимки PPDI системасы менен да, анын максималдуу температура чеги 150° тегерегинде гана болушу мүмкүн. Кадимки полиэстер же полиэфир түрлөрү 120° жогору температурага туруштук бере албашы мүмкүн. Бирок, полиуретан жогорку полярдуу полимер болуп саналат жана жалпы пластмассаларга салыштырмалуу ал ысыкка туруктуураак. Ошондуктан, жогорку температурага туруктуулук үчүн температура диапазонун аныктоо же ар кандай колдонууларды айырмалоо өтө маанилүү.
2
Ошентип, полиуретан материалдарынын жылуулук туруктуулугун кантип жакшыртууга болот? Негизги жооп - мурда айтылган өтө регулярдуу PPDI изоцианаты сыяктуу материалдын кристаллдуулугун жогорулатуу. Полимердин кристаллдуулугун жогорулатуу эмне үчүн анын жылуулук туруктуулугун жакшыртат? Жооп негизинен баарына белгилүү, башкача айтканда, түзүлүш касиеттерди аныктайт. Бүгүн биз молекулярдык түзүлүштүн регулярдуулугун жакшыртуу эмне үчүн жылуулук туруктуулугун жакшыртаарын түшүндүрүүгө аракет кылгыбыз келет, негизги идея Гиббстин эркин энергиясынын аныктамасынан же формуласынан, башкача айтканда, △G=H-ST. G сол жагы эркин энергияны билдирет, ал эми H теңдемесинин оң жагы энтальпия, S энтропия жана T температура.
3
Гиббстин эркин энергиясы термодинамикадагы энергия түшүнүгү болуп саналат жана анын өлчөмү көбүнчө салыштырмалуу маани, башкача айтканда, баштапкы жана аяктоочу маанилердин ортосундагы айырма болуп саналат, ошондуктан анын алдында △ символу колдонулат, анткени абсолюттук маанини түз алууга же көрсөтүүгө болбойт. △G азайганда, башкача айтканда, ал терс болгондо, бул химиялык реакция өзүнөн-өзү пайда болушу же белгилүү бир күтүлгөн реакция үчүн жагымдуу болушу мүмкүн дегенди билдирет. Муну термодинамикада реакциянын бар же жок экендигин же кайтарымдуу экендигин аныктоо үчүн да колдонсо болот. Кайра калыбына келүү даражасын же ылдамдыгын реакциянын өзүнүн кинетикасы катары түшүнсө болот. H негизинен энтальпия болуп саналат, аны болжол менен молекуланын ички энергиясы катары түшүнсө болот. Аны кытай иероглифтеринин үстүнкү маанисинен болжолдоого болот, анткени от...

4
S системанын энтропиясын билдирет, ал жалпыга белгилүү жана түзмө-түз мааниси абдан түшүнүктүү. Ал температура T менен байланыштуу же анын негизинде көрсөтүлөт, ал эми анын негизги мааниси - микроскопиялык кичинекей системанын башаламандык же эркиндик даражасы. Бул жерде, байкоочу кичинекей досубуз бүгүн талкуулап жаткан жылуулук каршылыгына байланыштуу температура T акыры пайда болгонун байкаган болушу мүмкүн. Энтропия түшүнүгү жөнүндө бир аз айтып берейин. Энтропияны кристаллдуулуктун карама-каршысы катары акылсыздык менен түшүнсө болот. Энтропиянын мааниси канчалык жогору болсо, молекулярдык түзүлүш ошончолук башаламан жана хаотикалык болот. Молекулярдык түзүлүштүн регулярдуулугу канчалык жогору болсо, молекуланын кристаллдуулугу ошончолук жакшы болот. Эми полиуретан резина рулонунан кичинекей квадратты кесип, кичинекей квадратты толук система катары карайлы. Анын массасы туруктуу, эгерде квадрат 100 полиуретан молекуласынан турат деп эсептесек (чындыгында алардын саны N көп), анткени анын массасы жана көлөмү негизинен өзгөрбөгөндүктөн, биз △Gди өтө кичинекей сандык маани же нөлгө чексиз жакын деп болжолдой алабыз, анда Гиббстин эркин энергия формуласын ST=H түрүнө айландырса болот, мында T - температура, ал эми S - энтропия. Башкача айтканда, полиуретандын кичинекей квадратынын жылуулук каршылыгы H энтальпиясына пропорционалдуу жана S энтропиясына тескери пропорционалдуу. Албетте, бул болжолдуу ыкма жана анын алдына △ кошкон жакшы (салыштыруу аркылуу алынган).
5
Кристаллдуулуктун жакшырышы энтропиянын маанисин гана азайтпастан, энтальпиянын маанисин да жогорулата аларын, башкача айтканда, бөлүүчүнү (T = H/S) азайтуу менен молекуланы көбөйтө аларын аныктоо кыйын эмес, бул T температурасынын жогорулашы үчүн айдан ачык жана бул T айнек өтүү температурасыбы же эрүү температурасыбы, карабастан, эң натыйжалуу жана кеңири таралган ыкмалардын бири. Өткөрүү керек болгон нерсе, мономердин молекулярдык түзүлүшүнүн үзгүлтүксүздүгү жана кристаллдуулугу жана агрегациядан кийинки жогорку молекулярдык катуулануунун жалпы үзгүлтүксүздүгү жана кристаллдуулугу негизинен сызыктуу, муну болжол менен барабар же сызыктуу түрдө түшүнүүгө болот. H энтальпиясына негизинен молекуланын ички энергиясы салым кошот жана молекуланын ички энергиясы ар кандай молекулярдык потенциалдык энергиянын ар кандай молекулярдык түзүлүштөрүнүн натыйжасы болуп саналат, ал эми молекулярдык потенциалдык энергия химиялык потенциал болуп саналат, молекулярдык түзүлүш үзгүлтүксүз жана иреттүү, демек, молекулярдык потенциалдык энергия жогору жана суунун музга конденсацияланышы сыяктуу кристаллдашуу кубулуштарын пайда кылуу оңой. Мындан тышкары, биз жөн гана 100 полиуретан молекуласын кабыл алдык, бул 100 молекуланын ортосундагы өз ара аракеттенүү күчтөрү бул кичинекей роликтин жылуулук каршылыгына, мисалы, физикалык суутек байланыштарына да таасир этет, бирок алар химиялык байланыштардай күчтүү эмес, бирок N саны чоң, салыштырмалуу молекулярдуураак суутек байланышынын айкын жүрүм-туруму башаламандыктын даражасын төмөндөтүшү же ар бир полиуретан молекуласынын кыймыл диапазонун чектеши мүмкүн, ошондуктан суутек байланышы жылуулук каршылыгын жакшыртууга пайдалуу.