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Os materiais de poliuretano são resistentes a altas temperaturas? Em geral, o poliuretano não é resistente a altas temperaturas; mesmo com um sistema PPDI comum, seu limite máximo de temperatura pode ser de apenas 150°C. Poliésteres ou poliéteres comuns podem não suportar temperaturas acima de 120°C. No entanto, o poliuretano é um polímero altamente polar e, em comparação com plásticos comuns, é mais resistente ao calor. Portanto, definir a faixa de temperatura para resistência a altas temperaturas ou diferenciar diferentes usos é muito crítico.
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Então, como a estabilidade térmica de materiais de poliuretano pode ser melhorada? A resposta básica é aumentar a cristalinidade do material, como o isocianato PPDI altamente regular mencionado anteriormente. Por que aumentar a cristalinidade do polímero melhora sua estabilidade térmica? A resposta é basicamente conhecida por todos: a estrutura determina as propriedades. Hoje, gostaríamos de tentar explicar por que a melhoria da regularidade da estrutura molecular resulta em uma melhoria na estabilidade térmica. A ideia básica vem da definição ou fórmula da energia livre de Gibbs, ou seja, △G = H-ST. O lado esquerdo de G representa a energia livre e o lado direito da equação: H é a entalpia, S é a entropia e T é a temperatura.
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A energia livre de Gibbs é um conceito de energia em termodinâmica e seu valor é frequentemente um valor relativo, ou seja, a diferença entre os valores inicial e final. Portanto, o símbolo △ é usado antes dela, pois o valor absoluto não pode ser obtido ou representado diretamente. Quando △G diminui, ou seja, quando é negativo, significa que a reação química pode ocorrer espontaneamente ou ser favorável a uma determinada reação esperada. Isso também pode ser usado para determinar se a reação existe ou é reversível em termodinâmica. O grau ou taxa de redução pode ser entendido como a cinética da própria reação. H é basicamente entalpia, que pode ser entendida aproximadamente como a energia interna de uma molécula. Pode ser deduzido aproximadamente a partir do significado superficial dos caracteres chineses, já que o fogo não é...

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S representa a entropia do sistema, que é geralmente conhecida e o significado literal é bastante claro. Está relacionada ou expressa em termos de temperatura T, e seu significado básico é o grau de desordem ou liberdade do pequeno sistema microscópico. Neste ponto, o amiguinho observador pode ter notado que a temperatura T relacionada à resistência térmica que estamos discutindo hoje finalmente apareceu. Deixe-me divagar um pouco sobre o conceito de entropia. Entropia pode ser estupidamente entendida como o oposto de cristalinidade. Quanto maior o valor de entropia, mais desordenada e caótica é a estrutura molecular. Quanto maior a regularidade da estrutura molecular, melhor é a cristalinidade da molécula. Agora, vamos cortar um pequeno quadrado do rolo de borracha de poliuretano e considerar o pequeno quadrado como um sistema completo. Sua massa é fixa, assumindo que o quadrado é composto por 100 moléculas de poliuretano (na realidade, são N moléculas), como sua massa e volume são basicamente inalterados, podemos aproximar △G como um valor numérico muito pequeno ou infinitamente próximo de zero, então a fórmula de energia livre de Gibbs pode ser transformada em ST = H, onde T é a temperatura e S é a entropia. Ou seja, a resistência térmica do pequeno quadrado de poliuretano é proporcional à entalpia H e inversamente proporcional à entropia S. Obviamente, este é um método aproximado, e é melhor adicionar △ antes dele (obtido por comparação).
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Não é difícil constatar que a melhoria da cristalinidade pode não apenas reduzir o valor da entropia, mas também aumentar o valor da entalpia, ou seja, aumentar a molécula enquanto reduz o denominador (T = H/S), o que é óbvio para o aumento da temperatura T, e é um dos métodos mais eficazes e comuns, independentemente de T ser a temperatura de transição vítrea ou a temperatura de fusão. O que precisa ser transicionado é que a regularidade e a cristalinidade da estrutura molecular do monômero e a regularidade e a cristalinidade gerais da solidificação de alto peso molecular após a agregação são basicamente lineares, o que pode ser aproximadamente equivalente ou entendido de forma linear. A entalpia H é contribuída principalmente pela energia interna da molécula, e a energia interna da molécula é o resultado de diferentes estruturas moleculares com diferentes energias potenciais moleculares, e a energia potencial molecular é o potencial químico, a estrutura molecular é regular e ordenada, o que significa que a energia potencial molecular é maior, e é mais fácil produzir fenômenos de cristalização, como a condensação da água em gelo. Além disso, assumimos apenas 100 moléculas de poliuretano, as forças de interação entre essas 100 moléculas também afetarão a resistência térmica desse pequeno rolo, como ligações de hidrogênio físicas, embora não sejam tão fortes quanto ligações químicas, mas o número N é grande, o comportamento óbvio da ligação de hidrogênio relativamente mais molecular pode reduzir o grau de desordem ou restringir a amplitude de movimento de cada molécula de poliuretano, portanto a ligação de hidrogênio é benéfica para melhorar a resistência térmica.