1
Jsou polyuretanové materiály odolné vůči vysokým teplotám? Obecně platí, že polyuretan není odolný vůči vysokým teplotám, i u běžného systému PPDI může být jeho maximální teplotní limit pouze kolem 150°. Běžné polyesterové nebo polyetherové typy nemusí být schopny odolat teplotám nad 120°. Polyuretan je však vysoce polární polymer a ve srovnání s běžnými plasty je odolnější vůči teplu. Proto je velmi důležité definovat teplotní rozsah pro odolnost vůči vysokým teplotám nebo rozlišovat různá použití.
2
Jak tedy zlepšit tepelnou stabilitu polyuretanových materiálů? Základní odpovědí je zvýšení krystalinity materiálu, jako je například vysoce pravidelný izokyanát PPDI zmíněný dříve. Proč zvýšení krystalinity polymeru zlepšuje jeho tepelnou stabilitu? Odpověď v podstatě zná každý, tedy struktura určuje vlastnosti. Dnes bychom se rádi pokusili vysvětlit, proč zlepšení pravidelnosti molekulární struktury přináší zlepšení tepelné stability, základní myšlenka je z definice nebo vzorce Gibbsovy volné energie, tj. △G=H-ST. Levá strana G představuje volnou energii a pravá strana rovnice H je entalpie, S je entropie a T je teplota.
3
Gibbsova volná energie je energetický pojem v termodynamice a její velikost je často relativní hodnotou, tj. rozdílem mezi počáteční a koncovou hodnotou, proto se před ní používá symbol △, protože absolutní hodnotu nelze přímo získat ani znázornit. Když △G klesá, tj. když je negativní, znamená to, že chemická reakce může proběhnout spontánně nebo být příznivá pro určitou očekávanou reakci. To lze také použít k určení, zda reakce existuje nebo je vratná v termodynamice. Stupeň nebo rychlost redukce lze chápat jako kinetiku reakce samotné. H je v podstatě entalpie, kterou lze přibližně chápat jako vnitřní energii molekuly. Z povrchového významu čínských znaků to lze zhruba odhadnout, protože oheň není

4
S představuje entropii systému, která je obecně známá a doslovný význam je zcela jasný. Vztahuje se nebo vyjadřuje teplotu T a jeho základním významem je míra neuspořádanosti nebo volnosti mikroskopického malého systému. V tomto okamžiku si pozorný malý přítel mohl všimnout, že se konečně objevila teplota T související s tepelným odporem, o kterém dnes diskutujeme. Dovolte mi, abych se trochu rozpovídal o konceptu entropie. Entropii lze hloupě chápat jako opak krystalinity. Čím vyšší je hodnota entropie, tím je molekulární struktura neuspořádanější a chaotičtější. Čím vyšší je pravidelnost molekulární struktury, tím lepší je krystalinita molekuly. Nyní odřízneme malý čtverec z polyuretanové pryžové role a považujme malý čtverec za kompletní systém. Jeho hmotnost je pevná, za předpokladu, že čtverec je tvořen 100 polyuretanovými molekulami (ve skutečnosti je jich N mnoho), protože jeho hmotnost a objem se v podstatě nemění, můžeme aproximovat △G jako velmi malou číselnou hodnotu nebo nekonečně blízko nule, pak lze Gibbsův vzorec volné energie převést na ST=H, kde T je teplota a S je entropie. To znamená, že tepelný odpor polyuretanového malého čtverce je úměrný entalpii H a nepřímo úměrný entropii S. Samozřejmě je to přibližná metoda a je nejlepší před ni přidat △ (získáno porovnáním).
5
Není těžké zjistit, že zlepšením krystalinity lze nejen snížit hodnotu entropie, ale i zvýšit hodnotu entalpie, tedy zvětšení molekuly při snížení jmenovatele (T = H/S), což je zřejmé pro zvýšení teploty T, a je to jedna z nejúčinnějších a nejběžnějších metod, bez ohledu na to, zda T je teplota skelného přechodu nebo teplota tání. Co je třeba změnit, je to, že pravidelnost a krystalinita molekulární struktury monomeru a celková pravidelnost a krystalinita vysokomolekulárního tuhnutí po agregaci jsou v zásadě lineární, což může být přibližně ekvivalentní nebo může být chápáno lineárně. K entalpii H přispívá hlavně vnitřní energie molekuly a vnitřní energie molekuly je výsledkem různých molekulárních struktur různé molekulární potenciální energie a molekulární potenciální energie je chemický potenciál, molekulární struktura je pravidelná a uspořádaná, což znamená, že molekulární potenciální energie je vyšší a je snazší vytvářet krystalizační jevy, jako je kondenzace vody na led. Kromě toho jsme předpokládali 100 polyuretanových molekul, interakční síly mezi těmito 100 molekulami také ovlivní tepelnou odolnost tohoto malého válečku, jako jsou fyzikální vodíkové vazby, i když nejsou tak silné jako chemické vazby, ale počet N je velký, zřejmé chování relativně molekulárnější vodíkové vazby může snížit stupeň poruchy nebo omezit rozsah pohybu každé polyuretanové molekuly, takže vodíková vazba je prospěšná pro zlepšení tepelné odolnosti.