1
पॉलीयुरेथेन पदार्थ उच्च तापमानाला प्रतिरोधक असतात का? सर्वसाधारणपणे, पॉलीयुरेथेन उच्च तापमानाला प्रतिरोधक नसते. सामान्य PPDI प्रणाली वापरल्याससुद्धा, त्याची कमाल तापमान मर्यादा केवळ १५०° च्या आसपास असू शकते. सामान्य पॉलिस्टर किंवा पॉलिइथर प्रकारचे पदार्थ १२०° पेक्षा जास्त तापमान सहन करू शकत नाहीत. तथापि, पॉलीयुरेथेन हे एक अत्यंत ध्रुवीय पॉलिमर आहे आणि सामान्य प्लॅस्टिकच्या तुलनेत ते उष्णतेला अधिक प्रतिरोधक असते. त्यामुळे, उच्च-तापमान प्रतिरोधकतेसाठी तापमानाची श्रेणी निश्चित करणे किंवा विविध उपयोगांमध्ये फरक करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
2
तर पॉलीयुरेथेन पदार्थांची औष्णिक स्थिरता कशी सुधारता येते? याचे मूळ उत्तर म्हणजे पदार्थाची स्फटिकता वाढवणे, जसे की पूर्वी उल्लेख केलेले अत्यंत नियमित PPDI आयसोसायनेट. पॉलिमरची स्फटिकता वाढवल्याने त्याची औष्णिक स्थिरता का सुधारते? याचे उत्तर मुळात सर्वांनाच माहीत आहे, म्हणजेच, संरचना गुणधर्म ठरवते. आज, आम्ही हे स्पष्ट करण्याचा प्रयत्न करणार आहोत की आण्विक संरचनेची नियमितता सुधारल्याने औष्णिक स्थिरतेत सुधारणा का होते. यामागील मूळ कल्पना गिब्स मुक्त ऊर्जेच्या व्याख्येवर किंवा सूत्रावर आधारित आहे, म्हणजेच △G=H-ST. समीकरणाच्या डाव्या बाजूला G मुक्त ऊर्जा दर्शवते, आणि उजव्या बाजूला H ही एन्थाल्पी, S ही एन्ट्रॉपी आणि T हे तापमान आहे.
3
गिब्स मुक्त ऊर्जा ही थर्मोडायनामिक्समधील एक ऊर्जा संकल्पना आहे, आणि तिचे मूल्य बहुतेकदा एक सापेक्ष मूल्य असते, म्हणजेच सुरुवातीच्या आणि अंतिम मूल्यांमधील फरक. त्यामुळे तिच्यासमोर △ हे चिन्ह वापरले जाते, कारण तिचे निरपेक्ष मूल्य थेट मिळवता किंवा दर्शवता येत नाही. जेव्हा △G कमी होते, म्हणजेच जेव्हा ते ऋणात्मक असते, तेव्हा याचा अर्थ असा होतो की रासायनिक अभिक्रिया उत्स्फूर्तपणे घडू शकते किंवा एका विशिष्ट अपेक्षित अभिक्रियेसाठी अनुकूल असते. थर्मोडायनामिक्समध्ये अभिक्रिया अस्तित्वात आहे की नाही किंवा ती प्रतिवर्ती आहे की नाही हे ठरवण्यासाठी देखील याचा उपयोग केला जाऊ शकतो. क्षपणाची पातळी किंवा दर हे अभिक्रियेचे गतिकशास्त्र म्हणून समजले जाऊ शकते. H हे मूलतः एन्थाल्पी आहे, ज्याला अंदाजे रेणूची अंतर्गत ऊर्जा म्हणून समजले जाऊ शकते. चिनी अक्षरांच्या वरवरच्या अर्थावरून याचा अंदाजे अंदाज लावला जाऊ शकतो, कारण आग ही...

4
S हे प्रणालीची एन्ट्रॉपी दर्शवते, जी सर्वसाधारणपणे ज्ञात आहे आणि तिचा शब्दशः अर्थ अगदी स्पष्ट आहे. ती तापमान T शी संबंधित आहे किंवा त्याच्या संदर्भात व्यक्त केली जाते, आणि तिचा मूळ अर्थ म्हणजे सूक्ष्म लहान प्रणालीतील अव्यवस्थेची किंवा स्वातंत्र्याची पातळी होय. या टप्प्यावर, निरीक्षण करणाऱ्या लहान मित्राच्या लक्षात आले असेल की, आज आपण चर्चा करत असलेल्या औष्णिक रोधाशी संबंधित तापमान T अखेर समोर आले आहे. चला, मी एन्ट्रॉपीच्या संकल्पनेबद्दल थोडे अधिक सांगतो. एन्ट्रॉपीला स्फटिकमयतेच्या विरुद्धार्थी म्हणून मूर्खपणाने समजले जाऊ शकते. एन्ट्रॉपीचे मूल्य जितके जास्त, तितकी रेणूंची रचना अधिक अव्यवस्थित आणि गोंधळलेली असते. रेणूंच्या रचनेत जितकी अधिक नियमितता असते, तितकी रेणूंची स्फटिकमयता चांगली असते. आता, आपण पॉलीयुरेथेन रबर रोलमधून एक लहान चौरस कापून घेऊ आणि त्या लहान चौरसाला एक संपूर्ण प्रणाली मानू. त्याचे वस्तुमान स्थिर आहे, आणि असे गृहीत धरले आहे की तो चौरस १०० पॉलीयुरेथेन रेणूंनी बनलेला आहे (वास्तविकतेत, असे N रेणू असतात). त्याचे वस्तुमान आणि आकारमान मूलतः अपरिवर्तित असल्याने, आपण △G ला एक अतिशय लहान संख्यात्मक मूल्य किंवा शून्याच्या अगदी जवळचे मूल्य मानू शकतो. मग गिब्स मुक्त ऊर्जेच्या सूत्राचे रूपांतर ST=H मध्ये करता येते, जिथे T हे तापमान आणि S ही एन्ट्रॉपी आहे. म्हणजेच, पॉलीयुरेथेनच्या लहान चौरसाचा औष्णिक रोध हा एन्थाल्पी H च्या समानुपाती आणि एन्ट्रॉपी S च्या व्यस्त प्रमाणात असतो. अर्थात, ही एक अंदाजित पद्धत आहे, आणि त्यापूर्वी △ (तुलनेद्वारे प्राप्त) जोडणे सर्वोत्तम आहे.
5
हे शोधणे कठीण नाही की स्फटिकमयतेतील सुधारणा केवळ एन्ट्रॉपी मूल्य कमी करत नाही तर एन्थाल्पी मूल्य देखील वाढवते, म्हणजेच, रेणूंची संख्या वाढवून छेद कमी करणे (T = H/S), जे तापमान T वाढल्यावर स्पष्ट होते आणि ही सर्वात प्रभावी आणि सामान्य पद्धतींपैकी एक आहे, मग T हे काच संक्रमण तापमान असो किंवा वितळण तापमान असो. ज्या गोष्टीचे संक्रमण करणे आवश्यक आहे ते हे की, एकलक रेणूच्या संरचनेची नियमितता आणि स्फटिकमयता आणि एकत्रीकरणानंतर उच्च रेणूंच्या घनीकरणाची एकूण नियमितता आणि स्फटिकमयता या मूलतः रेषीय असतात, ज्यांना अंदाजे समतुल्य मानले जाऊ शकते किंवा रेषीय पद्धतीने समजले जाऊ शकते. एन्थाल्पी H मध्ये मुख्यत्वे रेणूच्या अंतर्गत ऊर्जेचा वाटा असतो, आणि रेणूची अंतर्गत ऊर्जा ही वेगवेगळ्या रेणू संरचनांच्या वेगवेगळ्या रेणू स्थितीज ऊर्जेचा परिणाम असते, आणि रेणू स्थितीज ऊर्जा ही रासायनिक क्षमता असते, रेणू संरचना जितकी नियमित आणि सुव्यवस्थित असेल, तितकी रेणू स्थितीज ऊर्जा जास्त असते आणि स्फटिकीकरणाची घटना घडणे सोपे होते, जसे की पाण्याचे बर्फात रूपांतर होणे. शिवाय, आपण फक्त 100 पॉलीयुरेथेन रेणू गृहीत धरले आहेत, या 100 रेणूंमधील आंतरक्रिया शक्ती देखील या लहान रोलरच्या औष्णिक प्रतिकारशक्तीवर परिणाम करतील, जसे की भौतिक हायड्रोजन बंध, जरी ते रासायनिक बंधांइतके मजबूत नसले तरी, त्यांची संख्या N मोठी असते, तुलनेने अधिक आण्विक हायड्रोजन बंधांचे स्पष्ट वर्तन अव्यवस्थेची पातळी कमी करू शकते किंवा प्रत्येक पॉलीयुरेथेन रेणूच्या हालचालीची मर्यादा प्रतिबंधित करू शकते, म्हणून हायड्रोजन बंध औष्णिक प्रतिकारशक्ती सुधारण्यासाठी फायदेशीर आहेत.