Da li poliuretanski materijali pokazuju otpornost na povišene temperature?
1
Da li su poliuretanski materijali otporni na visoke temperature? Općenito, poliuretan nije otporan na visoke temperature, čak i sa regularnim PPDI sistemom, njegova maksimalna temperaturna granica može biti samo oko 150°. Obični tipovi poliestera ili polietera možda neće moći da izdrže temperature iznad 120°. Međutim, poliuretan je visoko polarni polimer i u poređenju sa opštom plastikom, otporniji je na toplotu. Stoga je određivanje temperaturnog raspona za otpornost na visoke temperature ili razlikovanje različitih upotreba vrlo kritično.
2
Dakle, kako se može poboljšati termička stabilnost poliuretanskih materijala? Osnovni odgovor je povećanje kristalnosti materijala, kao što je ranije spomenuti visoko regularni PPDI izocijanat. Zašto povećanje kristalnosti polimera poboljšava njegovu termičku stabilnost? Odgovor je u osnovi svima poznat, odnosno struktura određuje svojstva. Danas želimo da pokušamo da objasnimo zašto poboljšanje pravilnosti molekularne strukture dovodi do poboljšanja termičke stabilnosti, osnovna ideja je iz definicije ili formule Gibbsove slobodne energije, tj. △G=H-ST. Lijeva strana G predstavlja slobodnu energiju, a desna strana jednačine H je entalpija, S je entropija, a T temperatura.
3
Gibbsova slobodna energija je energetski koncept u termodinamici, a njena veličina je često relativna vrijednost, odnosno razlika između početne i krajnje vrijednosti, pa se ispred nje koristi simbol △, jer se apsolutna vrijednost ne može direktno dobiti ili predstaviti. Kada se △G smanji, odnosno kada je negativan, to znači da se hemijska reakcija može spontano javiti ili biti povoljna za određenu očekivanu reakciju. Ovo se također može koristiti za određivanje da li reakcija postoji ili je reverzibilna u termodinamici. Stepen ili brzina redukcije može se shvatiti kao kinetika same reakcije. H je u osnovi entalpija, što se približno može shvatiti kao unutrašnja energija molekula. To se otprilike može pretpostaviti iz površinskog značenja kineskih znakova, jer vatra nije
4
S predstavlja entropiju sistema, što je opšte poznato i doslovno značenje je sasvim jasno. Povezan je ili izražen u terminima temperature T, a njegovo osnovno značenje je stepen neuređenosti ili slobode mikroskopskog malog sistema. U ovom trenutku, mali pažljivi prijatelj je možda primijetio da se temperatura T povezana s toplinskom otpornošću o kojoj danas razgovaramo konačno pojavila. Dozvolite mi da malo progovorim o konceptu entropije. Entropija se može glupo shvatiti kao suprotnost kristalnosti. Što je veća vrijednost entropije, to je molekularna struktura neuređenija i haotičnija. Što je veća pravilnost molekularne strukture, to je bolja kristalnost molekula. Sada, hajde da odsečemo mali kvadrat od rolne poliuretanske gume i posmatramo mali kvadrat kao kompletan sistem. Njegova masa je fiksna, pod pretpostavkom da se kvadrat sastoji od 100 molekula poliuretana (u stvarnosti ih ima N mnogo), pošto su njegova masa i zapremina u osnovi nepromijenjeni, možemo aproksimirati △G kao vrlo malu brojčanu vrijednost ili beskonačno blizu nuli, tada se Gibbsova formula slobodne energije može transformirati u T, a temperatura je T=H, a je T=H. Odnosno, toplotna otpornost poliuretanskog malog kvadrata je proporcionalna entalpiji H i obrnuto proporcionalna entropiji S. Naravno, ovo je približna metoda i najbolje je dodati △ prije nje (dobijeno poređenjem).
5
Nije teško otkriti da poboljšanje kristalnosti može ne samo smanjiti vrijednost entropije već i povećati vrijednost entalpije, odnosno povećati molekul uz smanjenje nazivnika (T = H/S), što je očigledno za povećanje temperature T, i to je jedna od najefikasnijih i najčešćih metoda, bez obzira da li je T temperatura staklastog prijelaza ili temperatura topljenja. Ono što treba preći je da su pravilnost i kristalnost molekularne strukture monomera i ukupna pravilnost i kristalnost visoke molekularne solidifikacije nakon agregacije u osnovi linearni, što može biti približno ekvivalentno ili shvaćeno na linearan način. Entalpiji H uglavnom doprinosi unutrašnja energija molekule, a unutrašnja energija molekule je rezultat različitih molekularnih struktura različite molekularne potencijalne energije, a molekularna potencijalna energija je hemijski potencijal, molekularna struktura je pravilna i uređena, što znači da je molekularna potencijalna energija veća, i lakše se stvaraju kristalizacione vode, kao što je voda za kristalizaciju. Osim toga, upravo smo pretpostavili 100 molekula poliuretana, sile interakcije između ovih 100 molekula će također utjecati na toplinski otpor ovog malog valjka, kao što su fizičke vodikove veze, iako one nisu tako jake kao kemijske veze, ali je broj N velik, očito ponašanje relativno više molekularne vodikove veze može smanjiti raspon pomjeranja molekula, tako da svaki mol može smanjiti raspon poremećaja pomjeranja. vodikova veza je korisna za poboljšanje termičke otpornosti.
Vrijeme objave: 09.10.2024