1
Устойчиви ли са полиуретановите материали на високи температури? Като цяло, полиуретанът не е устойчив на високи температури, дори с обикновена PPDI система, максималната му температурна граница може да бъде само около 150°. Обикновените полиестерни или полиетерни видове може да не са в състояние да издържат на температури над 120°. Полиуретанът обаче е силно полярен полимер и в сравнение с обикновените пластмаси е по-устойчив на топлина. Следователно, определянето на температурния диапазон за устойчивост на високи температури или диференцирането на различните приложения е много важно.
2
И така, как може да се подобри термичната стабилност на полиуретановите материали? Основният отговор е да се увеличи кристалността на материала, като например силно регулярния PPDI изоцианат, споменат по-рано. Защо увеличаването на кристалността на полимера подобрява неговата термична стабилност? Отговорът е известен на всички, а именно, че структурата определя свойствата. Днес бихме искали да се опитаме да обясним защо подобряването на редовността на молекулярната структура води до подобрение на термичната стабилност. Основната идея е от дефиницията или формулата за свободната енергия на Гибс, т.е. △G=H-ST. Лявата страна на G представлява свободната енергия, а дясната страна на уравнението H е енталпията, S е ентропията, а T е температурата.
3
Свободната енергия на Гибс е енергийно понятие в термодинамиката и нейната величина често е относителна стойност, т.е. разликата между началната и крайната стойност, така че пред нея се използва символът △, тъй като абсолютната стойност не може да бъде директно получена или представена. Когато △G намалява, т.е. когато е отрицателно, това означава, че химическата реакция може да протече спонтанно или да е благоприятна за определена очаквана реакция. Това може да се използва и за определяне дали реакцията съществува или е обратима в термодинамиката. Степента или скоростта на редукция може да се разбира като кинетика на самата реакция. H е основно енталпия, която може приблизително да се разбира като вътрешна енергия на молекулата. Може грубо да се предположи от повърхностното значение на китайските йероглифи, тъй като огънят не е...

4
S представлява ентропията на системата, която е общоизвестна и буквалното значение е съвсем ясно. Тя е свързана с или се изразява чрез температура T, а основното ѝ значение е степента на безпорядък или свобода на микроскопичната малка система. В този момент наблюдателният малък приятел може би е забелязал, че температурата T, свързана с термичното съпротивление, което обсъждаме днес, най-накрая се появи. Нека просто да разкажа малко за концепцията за ентропия. Ентропията може глупаво да се разбира като противоположност на кристалността. Колкото по-висока е стойността на ентропията, толкова по-неподредена и хаотична е молекулната структура. Колкото по-висока е редовността на молекулната структура, толкова по-добра е кристалността на молекулата. Сега нека изрежем малък квадрат от ролката от полиуретанов каучук и да разгледаме малкия квадрат като цялостна система. Масата му е фиксирана, ако приемем, че квадратът е съставен от 100 полиуретанови молекули (в действителност те са N много), тъй като масата и обемът му са практически непроменени, можем да апроксимираме △G като много малка числова стойност или безкрайно близка до нула, тогава формулата за свободна енергия на Гибс може да се трансформира в ST=H, където T е температурата, а S е ентропията. Тоест, термичното съпротивление на малкия полиуретанов квадрат е пропорционално на енталпията H и обратно пропорционално на ентропията S. Разбира се, това е приблизителен метод и е най-добре да се добави △ преди него (получено чрез сравнение).
5
Не е трудно да се установи, че подобряването на кристалността може не само да намали стойността на ентропията, но и да увеличи стойността на енталпията, т.е. да увеличи молекулата, като същевременно намали знаменателя (T = H/S), което е очевидно при повишаване на температурата T и е един от най-ефективните и често срещани методи, независимо дали T е температурата на стъкловиден преход или температурата на топене. Това, което трябва да се отбележи, е, че редовността и кристалността на мономерната молекулярна структура и общата редовност и кристалност на високомолекулното втвърдяване след агрегация са основно линейни, което може да бъде приблизително еквивалентно или да се разбира линейно. Енталпията H се дължи главно на вътрешната енергия на молекулата, а вътрешната енергия на молекулата е резултат от различни молекулярни структури с различна молекулярна потенциална енергия, а молекулярната потенциална енергия е химичният потенциал. Молекулната структура е правилна и подредена, което означава, че молекулярната потенциална енергия е по-висока и е по-лесно да се получат явления на кристализация, като например кондензация на вода в лед. Освен това, ние току-що приехме 100 полиуретанови молекули, силите на взаимодействие между тези 100 молекули също ще повлияят на термичното съпротивление на този малък валяк, като например физическите водородни връзки, въпреки че те не са толкова силни, колкото химичните връзки, но броят N е голям, очевидното поведение на относително по-молекулната водородна връзка може да намали степента на разстройство или да ограничи обхвата на движение на всяка полиуретанова молекула, така че водородната връзка е полезна за подобряване на термичното съпротивление.