1
A bheil stuthan polyurethane an aghaidh teòthachd àrd? San fharsaingeachd, chan eil polyurethane an aghaidh teòthachd àrd, eadhon le siostam PPDI cunbhalach, chan urrainn don chrìoch teòthachd as àirde a bhith ach timcheall air 150 °. Is dòcha nach urrainn do sheòrsan àbhaisteach polyester no polyether seasamh ri teòthachd os cionn 120 °. Ach, tha polyurethane na polymer fìor polar, agus an taca ri plastaic coitcheann, tha e nas seasmhaiche ri teas. Mar sin, tha e glè chudromach an raon teòthachd a mhìneachadh airson strì an aghaidh teòthachd àrd no eadar-dhealachadh a dhèanamh air diofar chleachdaidhean.
2
Mar sin ciamar as urrainn seasmhachd teirmeach stuthan polyurethane a leasachadh? Is e am freagairt bunaiteach a bhith ag àrdachadh criostalachd an stuth, leithid an isocyanate PPDI gu math cunbhalach a chaidh ainmeachadh roimhe. Carson a tha àrdachadh criostalachd an polymer ag adhartachadh seasmhachd teirmeach? Tha am freagairt gu bunaiteach aithnichte don h-uile duine, is e sin, tha structar a’ dearbhadh feartan. An-diugh, bu mhath leinn feuchainn ri mìneachadh carson a tha leasachadh cunbhalachd structar moileciuil ag adhbhrachadh leasachadh ann an seasmhachd teirmeach, tha am beachd bunaiteach bhon mhìneachadh no am foirmle de lùth saor Gibbs, ie △G = H-ST. Tha taobh clì G a’ riochdachadh lùth an-asgaidh, agus tha taobh deas na co-aontar H enthalpy, S e entropaidh, agus is e T teòthachd.
3
Tha lùth an-asgaidh Gibbs na bhun-bheachd lùth ann an thermodynamics, agus gu tric is e luach coimeasach a th’ ann am meud, ie an eadar-dhealachadh eadar na luachan tòiseachaidh is crìochnachaidh, agus mar sin tha an samhla △ air a chleachdadh air a bheulaibh, leis nach urrainn an luach iomlan a bhith air fhaighinn no air a riochdachadh gu dìreach. Nuair a lùghdaicheas △G, ie nuair a tha e àicheil, tha e a’ ciallachadh gum faod an ath-bhualadh ceimigeach tachairt gun spionnadh no a bhith fàbharach airson freagairt sònraichte ris a bheil dùil. Faodar seo a chleachdadh cuideachd gus faighinn a-mach a bheil an ath-bhualadh ann no a bheil e comasach a dhol air ais ann an thermodynamics. Faodar an ìre no an ìre lùghdachaidh a thuigsinn mar chineatas an ath-bhualadh fhèin. Tha H gu bunaiteach enthalpy, a dh’ fhaodar a thuigsinn timcheall air mar lùth a-staigh moileciuil. Faodar a thomhas gu garbh bho bhrìgh uachdar nan caractaran Sìneach, leis nach eil teine

4
Tha S a’ riochdachadh entropy an t-siostaim, a tha aithnichte sa chumantas agus tha an ciall litireil gu math soilleir. Tha e co-cheangailte ri no air a chur an cèill a thaobh teòthachd T, agus is e a bhrìgh bunaiteach an ìre de mhì-rian no saorsa an t-siostaim bheag microscopach. Aig an ìre seo, is dòcha gu bheil an caraid beag mothachail air mothachadh gun do nochd an teòthachd T co-cheangailte ris an aghaidh teirmeach air a bheil sinn a’ bruidhinn an-diugh mu dheireadh. Leig leam dìreach coiseachd air beagan mun bhun-bheachd entropy. Faodar entropy a thuigsinn gu gòrach mar an taobh eile de chriostal. Mar as àirde an luach entropy, is ann as mì-rianail agus chaotic a bhios an structar moileciuil. Mar as àirde riaghailteachd an structair moileciuil, is ann as fheàrr a bhios criostalan moileciuil. A-nis, leig dhuinn ceàrnag bheag a ghearradh far an rolla rubair polyurethane agus coimhead air a ’cheàrnag bheag mar shiostam iomlan. Tha a tomad stèidhichte, a’ gabhail ris gu bheil a’ cheàrnag air a dèanamh suas de 100 moileciuil polyurethane (ann an da-rìribh, tha N mòran ann), leis gu bheil a tomad agus an tomhas-lìonaidh gu bunaiteach gun atharrachadh, is urrainn dhuinn tuairmse a dhèanamh air △G mar luach àireamhach glè bheag no gu neo-chrìochnach faisg air neoni, an uairsin faodar foirmle lùth an-asgaidh Gibbs a thionndadh gu ST = H, far a bheil T an teòthachd, agus Spy an teòthachd. Is e sin, tha an aghaidh teirmeach de cheàrnag bheag polyurethane co-roinneil ris an enthalpy H agus gu mì-chothromach ris an entropy S. Gu dearbh, is e dòigh tuairmseach a tha seo, agus tha e nas fheàrr △ a chur ris roimhe (air fhaighinn tro choimeas).
5
Chan eil e duilich faighinn a-mach nach urrainn leasachadh criostalachd chan ann a-mhàin an luach entropy a lughdachadh ach cuideachd an luach enthalpy àrdachadh, is e sin, àrdachadh a’ mholacile fhad ‘s a tha e a’ lughdachadh an seòrsaiche (T = H / S), a tha follaiseach airson àrdachadh teòthachd T, agus is e aon de na dòighean as èifeachdaiche agus as cumanta, ge bith an e T an teòthachd gluasaid glainne no an teòthachd leaghaidh. Is e an rud a dh’ fheumar a ghluasad gu bheil cunbhalachd agus criostalan structar moileciuil monomer agus cunbhalachd agus criostalachd iomlan an t-solarachaidh àrd moileciuil às deidh co-chruinneachadh gu bunaiteach sreathach, a dh’ fhaodadh a bhith timcheall air co-ionann no air a thuigsinn ann an dòigh sreathach. Tha an enthalpy H air a chuir gu ìre mhòr le lùth a-staigh a’ mholacile, agus tha lùth a-staigh a’ mholacile mar thoradh air diofar structaran moileciuil de dhiofar lùth comas moileciuil, agus is e an lùth comas moileciuil an comas ceimigeach, tha an structar moileciuil gu cunbhalach agus òrdaichte, a tha a’ ciallachadh gu bheil an lùth comas moileciuil nas àirde, agus tha e nas fhasa uinneanan criostalachaidh a thoirt gu buil, leithid uisge a’ dlùthachadh a-steach don uisge. A bharrachd air an sin, tha sinn dìreach air gabhail ri 100 moileciuil polyurethane, bheir na feachdan eadar-obrachaidh eadar na 100 moileciuil sin buaidh cuideachd air strì an aghaidh teirmeach an rolair bhig seo, leithid bannan haidridean fiosaigeach, ged nach eil iad cho làidir ri bannan ceimigeach, ach tha an àireamh N mòr, faodaidh giùlan follaiseach a’ cheangail haidridean a tha an ìre mhath nas moileciuil an ìre de mhì-rian a lughdachadh no cuingealachadh a dhèanamh air raon gluasaid gach moileciuil polyurethane buannachdail, agus mar sin a’ leasachadh strì an aghaidh haidridean buannachdail.