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I materiali di poliuretanu sò resistenti à e temperature elevate ? In generale, u poliuretanu ùn hè micca resistente à e temperature elevate, ancu cù un sistema PPDI regulare, u so limite di temperatura massima pò esse solu intornu à 150°. I tipi ordinari di poliestere o polietere ùn ponu micca esse capace di resiste à temperature superiori à 120°. Tuttavia, u poliuretanu hè un polimeru assai polare, è paragunatu à i plastichi generali, hè più resistente à u calore. Dunque, definisce l'intervallu di temperatura per a resistenza à alta temperatura o differenzià diversi usi hè assai criticu.
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Dunque, cumu si pò migliurà a stabilità termica di i materiali di poliuretanu ? A risposta basica hè di aumentà a cristallinità di u materiale, cum'è l'isocianatu PPDI assai regulare citatu prima. Perchè l'aumentu di a cristallinità di u polimeru migliora a so stabilità termica ? A risposta hè basicamente cunnisciuta da tutti, vale à dì, a struttura determina e proprietà. Oghje, vulemu pruvà à spiegà perchè u miglioramentu di a regularità di a struttura moleculare porta un miglioramentu di a stabilità termica, l'idea basica vene da a definizione o formula di l'energia libera di Gibbs, vale à dì △G = H-ST. U latu sinistro di G rapprisenta l'energia libera, è u latu drittu di l'equazione H hè l'entalpia, S hè l'entropia è T hè a temperatura.
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L'energia libera di Gibbs hè un cuncettu energeticu in termodinamica, è a so dimensione hè spessu un valore relativu, vale à dì a differenza trà i valori iniziali è finali, dunque u simbulu △ hè adupratu davanti à ellu, postu chì u valore assolutu ùn pò esse ottenutu o rapprisintatu direttamente. Quandu △G diminuisce, vale à dì quandu hè negativu, significa chì a reazione chimica pò accade spontaneamente o esse favurevule per una certa reazione prevista. Questu pò ancu esse adupratu per determinà se a reazione esiste o hè reversibile in termodinamica. U gradu o a velocità di riduzione pò esse capita cum'è a cinetica di a reazione stessa. H hè basicamente entalpia, chì pò esse apprussimatamente capita cum'è l'energia interna di una molecule. Pò esse approssimativamente induvinata da u significatu superficiale di i caratteri cinesi, postu chì u focu ùn hè micca

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S rapprisenta l'entropia di u sistema, chì hè generalmente cunnisciuta è u significatu litterale hè abbastanza chjaru. Hè ligata o espressa in termini di temperatura T, è u so significatu basicu hè u gradu di disordine o libertà di u picculu sistema microscopicu. À questu puntu, u picculu amicu osservatore pò avè nutatu chì a temperatura T ligata à a resistenza termica di a quale parlemu oghje hè finalmente apparsa. Lasciami solu divagà un pocu nantu à u cuncettu d'entropia. L'entropia pò esse stupidamente capita cum'è u cuntrariu di a cristallinità. Più altu hè u valore d'entropia, più disordinata è caotica hè a struttura moleculare. Più alta hè a regularità di a struttura moleculare, megliu hè a cristallinità di a molecule. Avà, tagliamu un picculu quadratu da u rotulu di gomma di poliuretanu è cunsideremu u picculu quadratu cum'è un sistema cumpletu. A so massa hè fissa, supponendu chì u quadratu sia cumpostu da 100 molecule di poliuretanu (in realtà, ci sò N molecule), postu chì a so massa è u so vulume sò basicamente invariati, pudemu apprussimà △G cum'è un valore numericu assai chjucu o infinitamente vicinu à zeru, allora a formula di l'energia libera di Gibbs pò esse trasfurmata in ST = H, induve T hè a temperatura, è S hè l'entropia. Vale à dì, a resistenza termica di u picculu quadratu di poliuretanu hè proporzionale à l'entalpia H è inversamente proporzionale à l'entropia S. Benintesa, questu hè un metudu apprussimativu, è hè megliu aghjunghje △ prima (ottenutu per paragone).
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Ùn hè micca difficiule di truvà chì u miglioramentu di a cristallinità pò micca solu riduce u valore di l'entropia, ma ancu aumentà u valore di l'entalpia, vale à dì, aumentà a molecule mentre riduce u denominatore (T = H/S), chì hè evidenti per l'aumentu di a temperatura T, è hè unu di i metudi più efficaci è cumuni, indipendentemente da se T hè a temperatura di transizione vetrosa o a temperatura di fusione. Ciò chì deve esse transizionatu hè chì a regularità è a cristallinità di a struttura moleculare di u monomeru è a regularità è a cristallinità generale di l'alta solidificazione moleculare dopu l'aggregazione sò basicamente lineari, chì ponu esse approssimativamente equivalenti o capiti in modu lineare. L'entalpia H hè principalmente cuntribuita da l'energia interna di a molecule, è l'energia interna di a molecule hè u risultatu di diverse strutture moleculari di diversa energia potenziale moleculare, è l'energia potenziale moleculare hè u putenziale chimicu, a struttura moleculare hè regulare è urdinata, ciò chì significa chì l'energia potenziale moleculare hè più alta, è hè più faciule pruduce fenomeni di cristallizazione, cum'è l'acqua chì si condensa in ghiaccio. Inoltre, avemu appena suppostu 100 molecule di poliuretanu, e forze d'interazione trà queste 100 molecule influenzeranu ancu a resistenza termica di stu picculu rullu, cum'è i ligami d'idrogenu fisichi, ancu s'elli ùn sò micca cusì forti cum'è i ligami chimichi, ma u numeru N hè grande, u cumpurtamentu evidente di u ligame d'idrogenu relativamente più moleculare pò riduce u gradu di disordine o limità a gamma di muvimentu di ogni molecula di poliuretanu, dunque u ligame d'idrogenu hè beneficu per migliurà a resistenza termica.