1
Je, nyenzo za polyurethane zinastahimili halijoto ya juu? Kwa ujumla, polyurethane haistahimili halijoto ya juu, hata kwa mfumo wa kawaida wa PPDI, kiwango chake cha juu cha halijoto kinaweza kuwa karibu 150°C. Aina za kawaida za polyester au polyether huenda zisiweze kustahimili halijoto ya juu kuliko 120°C. Hata hivyo, polyurethane ni polima yenye polar nyingi, na ikilinganishwa na plastiki za jumla, inastahimili joto zaidi. Kwa hivyo, kufafanua kiwango cha halijoto kwa upinzani wa halijoto ya juu au kutofautisha matumizi tofauti ni muhimu sana.
2
Kwa hivyo utulivu wa joto wa nyenzo za polyurethane unawezaje kuboreshwa? Jibu la msingi ni kuongeza uhalisia wa nyenzo, kama vile isosianati ya kawaida ya PPDI iliyotajwa hapo awali. Kwa nini kuongeza uhalisia wa polima kunaboresha utulivu wake wa joto? Jibu kimsingi linajulikana kwa kila mtu, yaani, muundo huamua sifa. Leo, tungependa kujaribu kuelezea kwa nini uboreshaji wa utaratibu wa muundo wa molekuli huleta uboreshaji wa utulivu wa joto, wazo la msingi linatokana na ufafanuzi au fomula ya nishati huru ya Gibbs, yaani △G=H-ST. Upande wa kushoto wa G unawakilisha nishati huru, na upande wa kulia wa mlinganyo H ni enthalpy, S ni entropy, na T ni halijoto.
3
Nishati huru ya Gibbs ni dhana ya nishati katika thermodynamics, na ukubwa wake mara nyingi huwa na thamani inayolingana, yaani tofauti kati ya thamani za kuanzia na za mwisho, kwa hivyo ishara △ hutumika mbele yake, kwani thamani kamili haiwezi kupatikana au kuwakilishwa moja kwa moja. Wakati △G inapungua, yaani wakati ni hasi, inamaanisha kwamba mmenyuko wa kemikali unaweza kutokea kwa hiari au kuwa mzuri kwa mmenyuko fulani unaotarajiwa. Hii inaweza pia kutumika kubaini kama mmenyuko upo au unabadilishwa katika thermodynamics. Kiwango au kiwango cha upunguzaji kinaweza kueleweka kama kinetiki ya mmenyuko yenyewe. H kimsingi ni enthalpy, ambayo inaweza kueleweka takriban kama nishati ya ndani ya molekuli. Inaweza kukadiriwa kwa takriban kutoka kwa maana ya uso wa herufi za Kichina, kwani moto sio

4
S inawakilisha entropi ya mfumo, ambayo inajulikana kwa ujumla na maana halisi iko wazi kabisa. Inahusiana au inaonyeshwa kwa upande wa halijoto T, na maana yake ya msingi ni kiwango cha machafuko au uhuru wa mfumo mdogo wa darubini. Katika hatua hii, rafiki mdogo mwangalifu anaweza kuwa amegundua kuwa halijoto T inayohusiana na upinzani wa joto tunaouzungumzia leo hatimaye ilionekana. Acha nizungumzie kidogo kuhusu dhana ya entropi. Entropi inaweza kueleweka kijinga kama kinyume cha uhalisia. Kadiri thamani ya entropi inavyokuwa juu, ndivyo muundo wa molekuli unavyokuwa na machafuko na mvurugo zaidi. Kadiri uhalisia wa muundo wa molekuli unavyokuwa juu, ndivyo uhalisia wa molekuli unavyokuwa bora zaidi. Sasa, hebu tukate mraba mdogo kutoka kwenye roli ya mpira wa polyurethane na tuone mraba mdogo kama mfumo kamili. Uzito wake haubadiliki, tukichukulia kwamba mraba umeundwa na molekuli 100 za polyurethane (kwa kweli, kuna N nyingi), kwa kuwa uzito na ujazo wake kimsingi haujabadilika, tunaweza kukadiria △G kama thamani ndogo sana ya nambari au karibu kabisa na sifuri, basi fomula ya nishati huru ya Gibbs inaweza kubadilishwa kuwa ST=H, ambapo T ni halijoto, na S ni entropy. Hiyo ni, upinzani wa joto wa mraba mdogo wa polyurethane ni sawia na enthalpy H na sawia kinyume na entropy S. Bila shaka, hii ni njia ya makadirio, na ni bora kuongeza △ kabla yake (iliyopatikana kupitia kulinganisha).
5
Si vigumu kugundua kwamba uboreshaji wa ufuwele hauwezi tu kupunguza thamani ya entropi lakini pia kuongeza thamani ya enthalpi, yaani, kuongeza molekuli huku ikipunguza dhehebu (T = H/S), ambayo ni dhahiri kwa ongezeko la halijoto T, na ni mojawapo ya mbinu bora na za kawaida, bila kujali kama T ni halijoto ya mpito ya kioo au halijoto ya kuyeyuka. Kinachohitaji kubadilishwa ni kwamba uthabiti na ufuwele wa muundo wa molekuli ya monoma na uthabiti na ufuwele wa jumla wa uimara wa molekuli baada ya kukusanyika kimsingi ni mstari, ambao unaweza kuwa sawa au kueleweka kwa njia ya mstari. Enthalpi H huchangiwa zaidi na nishati ya ndani ya molekuli, na nishati ya ndani ya molekuli ni matokeo ya miundo tofauti ya molekuli ya nishati tofauti ya uwezo wa molekuli, na nishati ya uwezo wa molekuli ni uwezo wa kemikali, muundo wa molekuli ni wa kawaida na uliopangwa, ambayo ina maana kwamba nishati ya uwezo wa molekuli ni ya juu zaidi, na ni rahisi kutoa matukio ya ufuwele, kama vile maji kuganda kuwa barafu. Mbali na hilo, tumedhani tu molekuli 100 za polyurethane, nguvu za mwingiliano kati ya molekuli hizi 100 pia zitaathiri upinzani wa joto wa roller hii ndogo, kama vile vifungo vya hidrojeni kimwili, ingawa si imara kama vifungo vya kemikali, lakini nambari N ni kubwa, tabia dhahiri ya kifungo cha hidrojeni chenye molekuli nyingi zaidi inaweza kupunguza kiwango cha usumbufu au kuzuia safu ya harakati ya kila molekuli ya polyurethane, kwa hivyo kifungo cha hidrojeni kina faida katika kuboresha upinzani wa joto.