1
A janë materialet poliuretani rezistente ndaj temperaturave të larta? Në përgjithësi, poliuretani nuk është rezistent ndaj temperaturave të larta, madje edhe me një sistem të rregullt PPDI, kufiri i tij maksimal i temperaturës mund të jetë vetëm rreth 150°. Llojet e zakonshme të poliesterit ose polieterit mund të mos jenë në gjendje t'i rezistojnë temperaturave mbi 120°. Megjithatë, poliuretani është një polimer shumë polar dhe, krahasuar me plastikat e përgjithshme, është më rezistent ndaj nxehtësisë. Prandaj, përcaktimi i diapazonit të temperaturës për rezistencën ndaj temperaturave të larta ose diferencimi i përdorimeve të ndryshme është shumë kritik.
2
Pra, si mund të përmirësohet stabiliteti termik i materialeve poliuretani? Përgjigja themelore është rritja e kristalinitetit të materialit, siç është izocianati PPDI shumë i rregullt i përmendur më parë. Pse rritja e kristalinitetit të polimerit përmirëson stabilitetin e tij termik? Përgjigja është në thelb e njohur për të gjithë, domethënë, struktura përcakton vetitë. Sot, do të donim të përpiqeshim të shpjegonim pse përmirësimi i rregullsisë së strukturës molekulare sjell një përmirësim në stabilitetin termik, ideja themelore është nga përkufizimi ose formula e energjisë së lirë të Gibbs, dmth. △G=H-ST. Ana e majtë e G përfaqëson energjinë e lirë, dhe ana e djathtë e ekuacionit H është entalpia, S është entropia dhe T është temperatura.
3
Energjia e lirë e Gibbsit është një koncept energjie në termodinamikë, dhe madhësia e saj është shpesh një vlerë relative, d.m.th. diferenca midis vlerave fillestare dhe përfundimtare, kështu që simboli △ përdoret përpara saj, pasi vlera absolute nuk mund të merret ose përfaqësohet drejtpërdrejt. Kur △G zvogëlohet, d.m.th. kur është negativ, do të thotë që reaksioni kimik mund të ndodhë spontanisht ose të jetë i favorshëm për një reaksion të caktuar të pritur. Kjo mund të përdoret gjithashtu për të përcaktuar nëse reaksioni ekziston ose është i kthyeshëm në termodinamikë. Shkalla ose shkalla e reduktimit mund të kuptohet si kinetika e vetë reaksionit. H është në thelb entalpia, e cila mund të kuptohet përafërsisht si energjia e brendshme e një molekule. Mund të hamendësohet përafërsisht nga kuptimi sipërfaqësor i karaktereve kineze, pasi zjarri nuk është

4
S përfaqëson entropinë e sistemit, e cila njihet përgjithësisht dhe kuptimi i mirëfilltë është mjaft i qartë. Ajo lidhet ose shprehet në terma të temperaturës T, dhe kuptimi i saj themelor është shkalla e çrregullimit ose lirisë së sistemit të vogël mikroskopik. Në këtë pikë, miku i vogël vëzhgues mund të ketë vënë re se temperatura T e lidhur me rezistencën termike që po diskutojmë sot më në fund u shfaq. Le të flas pak rreth konceptit të entropisë. Entropia mund të kuptohet në mënyrë budallallëk si e kundërta e kristalinitetit. Sa më e lartë të jetë vlera e entropisë, aq më e çrregullt dhe kaotike është struktura molekulare. Sa më e lartë të jetë rregullsia e strukturës molekulare, aq më e mirë është kristaliniteti i molekulës. Tani, le të presim një katror të vogël nga rrotulla e gomës së poliuretanit dhe ta konsiderojmë katrorin e vogël si një sistem të plotë. Masa e tij është fikse, duke supozuar se katrori përbëhet nga 100 molekula poliuretani (në realitet, ka N të shumta), meqenëse masa dhe vëllimi i tij janë praktikisht të pandryshuara, mund ta përafrojmë △G si një vlerë numerike shumë të vogël ose pafundësisht afër zeros, atëherë formula e energjisë së lirë të Gibbsit mund të transformohet në ST=H, ku T është temperatura dhe S është entropia. Kjo do të thotë, rezistenca termike e katrorit të vogël të poliuretanit është proporcionale me entalpinë H dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me entropinë S. Sigurisht, kjo është një metodë e përafërt dhe është më mirë të shtoni △ para tij (e marrë nëpërmjet krahasimit).
5
Nuk është e vështirë të zbulohet se përmirësimi i kristalinitetit jo vetëm që mund të zvogëlojë vlerën e entropisë, por edhe të rrisë vlerën e entalpisë, domethënë, duke rritur molekulën duke zvogëluar emëruesin (T = H/S), gjë që është e dukshme për rritjen e temperaturës T, dhe është një nga metodat më efektive dhe të zakonshme, pavarësisht nëse T është temperatura e tranzicionit të qelqit apo temperatura e shkrirjes. Ajo që duhet të kalohet është se rregullsia dhe kristaliniteti i strukturës molekulare të monomerit dhe rregullsia dhe kristaliniteti i përgjithshëm i ngurtësimit të lartë molekular pas agregimit janë në thelb lineare, të cilat mund të jenë afërsisht ekuivalente ose të kuptuara në një mënyrë lineare. Entalpia H kontribuohet kryesisht nga energjia e brendshme e molekulës, dhe energjia e brendshme e molekulës është rezultat i strukturave të ndryshme molekulare me energji të ndryshme potenciale molekulare, dhe energjia potenciale molekulare është potenciali kimik, struktura molekulare është e rregullt dhe e renditur, që do të thotë se energjia potenciale molekulare është më e lartë, dhe është më e lehtë të prodhohen fenomene kristalizimi, si uji që kondensohet në akull. Përveç kësaj, ne sapo supozuam 100 molekula poliuretani, forcat e bashkëveprimit midis këtyre 100 molekulave do të ndikojnë gjithashtu në rezistencën termike të këtij ruli të vogël, siç janë lidhjet fizike të hidrogjenit, megjithëse nuk janë aq të forta sa lidhjet kimike, por numri N është i madh, sjellja e dukshme e lidhjes relativisht më molekulare të hidrogjenit mund të zvogëlojë shkallën e çrregullimit ose të kufizojë gamën e lëvizjes së secilës molekulë poliuretani, kështu që lidhja e hidrogjenit është e dobishme për përmirësimin e rezistencës termike.