1
Apakah bahan poliuretan tahan terhadap suhu tinggi? Secara umum, poliuretan tidak tahan terhadap suhu tinggi, bahkan dengan sistem PPDI biasa, batas suhu maksimumnya hanya sekitar 150°. Jenis poliester atau polieter biasa mungkin tidak mampu menahan suhu di atas 120°. Namun, poliuretan adalah polimer yang sangat polar, dan dibandingkan dengan plastik umum, ia lebih tahan terhadap panas. Oleh karena itu, menentukan kisaran suhu untuk ketahanan suhu tinggi atau membedakan berbagai penggunaan sangatlah penting.
2
Jadi, bagaimana stabilitas termal material poliuretan dapat ditingkatkan? Jawaban dasarnya adalah dengan meningkatkan kristalinitas material, seperti isosianat PPDI yang sangat teratur yang disebutkan sebelumnya. Mengapa peningkatan kristalinitas polimer meningkatkan stabilitas termalnya? Jawabannya pada dasarnya sudah diketahui semua orang, yaitu struktur menentukan sifat. Hari ini, kami ingin mencoba menjelaskan mengapa peningkatan keteraturan struktur molekul menghasilkan peningkatan stabilitas termal, ide dasarnya berasal dari definisi atau rumus energi bebas Gibbs, yaitu △G=H-ST. Sisi kiri G mewakili energi bebas, dan sisi kanan persamaan H adalah entalpi, S adalah entropi, dan T adalah suhu.
3
Energi bebas Gibbs adalah konsep energi dalam termodinamika, dan besarnya seringkali merupakan nilai relatif, yaitu perbedaan antara nilai awal dan akhir, sehingga simbol △ digunakan di depannya, karena nilai absolut tidak dapat diperoleh atau direpresentasikan secara langsung. Ketika △G menurun, yaitu ketika nilainya negatif, itu berarti reaksi kimia dapat terjadi secara spontan atau menguntungkan untuk reaksi yang diharapkan. Ini juga dapat digunakan untuk menentukan apakah reaksi tersebut ada atau reversibel dalam termodinamika. Derajat atau laju reduksi dapat dipahami sebagai kinetika reaksi itu sendiri. H pada dasarnya adalah entalpi, yang dapat dipahami secara kasar sebagai energi internal suatu molekul. Hal ini dapat ditebak secara kasar dari makna permukaan karakter Cina, karena api tidak

4
S mewakili entropi sistem, yang umumnya diketahui dan makna literalnya cukup jelas. Ia terkait dengan atau dinyatakan dalam suhu T, dan makna dasarnya adalah derajat ketidakteraturan atau kebebasan sistem mikroskopis yang sangat kecil. Pada titik ini, teman kecil yang jeli mungkin telah memperhatikan bahwa suhu T yang terkait dengan hambatan termal yang kita bahas hari ini akhirnya muncul. Izinkan saya sedikit mengoceh tentang konsep entropi. Entropi dapat dipahami secara sederhana sebagai kebalikan dari kristalinitas. Semakin tinggi nilai entropi, semakin tidak teratur dan kacau struktur molekulnya. Semakin tinggi keteraturan struktur molekul, semakin baik kristalinitas molekul tersebut. Sekarang, mari kita potong persegi kecil dari gulungan karet poliuretan dan anggap persegi kecil itu sebagai sistem yang lengkap. Massanya tetap, dengan asumsi bahwa persegi tersebut terdiri dari 100 molekul poliuretan (pada kenyataannya, ada N molekul), karena massa dan volumenya pada dasarnya tidak berubah, kita dapat mengaproksimasi △G sebagai nilai numerik yang sangat kecil atau sangat mendekati nol, kemudian rumus energi bebas Gibbs dapat diubah menjadi ST=H, di mana T adalah suhu, dan S adalah entropi. Artinya, hambatan termal persegi kecil poliuretan berbanding lurus dengan entalpi H dan berbanding terbalik dengan entropi S. Tentu saja, ini adalah metode perkiraan, dan yang terbaik adalah menambahkan △ di depannya (diperoleh melalui perbandingan).
5
Tidak sulit untuk menemukan bahwa peningkatan kristalinitas tidak hanya dapat mengurangi nilai entropi tetapi juga meningkatkan nilai entalpi, yaitu, meningkatkan molekul sambil mengurangi penyebut (T = H/S), yang jelas untuk peningkatan suhu T, dan ini adalah salah satu metode yang paling efektif dan umum, terlepas dari apakah T adalah suhu transisi kaca atau suhu leleh. Yang perlu diubah adalah bahwa keteraturan dan kristalinitas struktur molekul monomer dan keteraturan serta kristalinitas keseluruhan dari pembekuan molekul tinggi setelah agregasi pada dasarnya linier, yang dapat dikira setara atau dipahami secara linier. Entalpi H terutama disumbangkan oleh energi internal molekul, dan energi internal molekul adalah hasil dari struktur molekul yang berbeda dari energi potensial molekul yang berbeda, dan energi potensial molekul adalah potensial kimia, struktur molekul teratur dan tertata, yang berarti bahwa energi potensial molekul lebih tinggi, dan lebih mudah untuk menghasilkan fenomena kristalisasi, seperti air yang mengembun menjadi es. Selain itu, kita hanya mengasumsikan 100 molekul poliuretan, gaya interaksi antara 100 molekul ini juga akan memengaruhi ketahanan termal dari rol kecil ini, seperti ikatan hidrogen fisik, meskipun tidak sekuat ikatan kimia, tetapi jumlah N besar, perilaku yang jelas dari ikatan hidrogen molekuler yang relatif lebih banyak dapat mengurangi tingkat ketidakteraturan atau membatasi rentang pergerakan setiap molekul poliuretan, sehingga ikatan hidrogen bermanfaat untuk meningkatkan ketahanan termal.