૧
શું પોલીયુરેથીન સામગ્રી ઊંચા તાપમાને પ્રતિરોધક છે? સામાન્ય રીતે, પોલીયુરેથીન ઊંચા તાપમાને પ્રતિરોધક નથી, નિયમિત PPDI સિસ્ટમ સાથે પણ, તેની મહત્તમ તાપમાન મર્યાદા ફક્ત 150° ની આસપાસ હોઈ શકે છે. સામાન્ય પોલિએસ્ટર અથવા પોલિએથર પ્રકારો 120° થી વધુ તાપમાનનો સામનો કરી શકતા નથી. જો કે, પોલીયુરેથીન એક ખૂબ જ ધ્રુવીય પોલિમર છે, અને સામાન્ય પ્લાસ્ટિકની તુલનામાં, તે ગરમી માટે વધુ પ્રતિરોધક છે. તેથી, ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિકાર માટે તાપમાન શ્રેણી વ્યાખ્યાયિત કરવી અથવા વિવિધ ઉપયોગોને અલગ પાડવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
2
તો પોલીયુરેથીન સામગ્રીની થર્મલ સ્થિરતા કેવી રીતે સુધારી શકાય? મૂળ જવાબ એ છે કે સામગ્રીની સ્ફટિકીયતા વધારવી, જેમ કે અગાઉ ઉલ્લેખિત અત્યંત નિયમિત PPDI આઇસોસાયનેટ. પોલિમરની સ્ફટિકીયતા વધારવાથી તેની થર્મલ સ્થિરતા કેમ સુધરે છે? જવાબ મૂળભૂત રીતે દરેકને ખબર છે, એટલે કે, માળખું ગુણધર્મો નક્કી કરે છે. આજે, આપણે સમજાવવાનો પ્રયાસ કરવા માંગીએ છીએ કે પરમાણુ બંધારણની નિયમિતતામાં સુધારો થર્મલ સ્થિરતામાં સુધારો કેમ લાવે છે, મૂળ વિચાર ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જાની વ્યાખ્યા અથવા સૂત્રમાંથી છે, એટલે કે △G=H-ST. G ની ડાબી બાજુ મુક્ત ઊર્જાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને સમીકરણ H ની જમણી બાજુ એન્થાલ્પી છે, S એ એન્ટ્રોપી છે, અને T તાપમાન છે.
3
ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા એ ઉષ્માગતિશાસ્ત્રમાં એક ઊર્જા ખ્યાલ છે, અને તેનું કદ ઘણીવાર સંબંધિત મૂલ્ય હોય છે, એટલે કે શરૂઆત અને અંતના મૂલ્યો વચ્ચેનો તફાવત, તેથી તેની આગળ △ પ્રતીકનો ઉપયોગ થાય છે, કારણ કે સંપૂર્ણ મૂલ્ય સીધી રીતે મેળવી શકાતું નથી અથવા રજૂ કરી શકાતું નથી. જ્યારે △G ઘટે છે, એટલે કે જ્યારે તે નકારાત્મક હોય છે, ત્યારે તેનો અર્થ એ થાય છે કે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સ્વયંભૂ થઈ શકે છે અથવા ચોક્કસ અપેક્ષિત પ્રતિક્રિયા માટે અનુકૂળ હોઈ શકે છે. આનો ઉપયોગ તે નક્કી કરવા માટે પણ થઈ શકે છે કે પ્રતિક્રિયા અસ્તિત્વમાં છે કે ઉલટાવી શકાય તેવી છે. ઘટાડાની ડિગ્રી અથવા દરને પ્રતિક્રિયાના ગતિશાસ્ત્ર તરીકે સમજી શકાય છે. H મૂળભૂત રીતે એન્થાલ્પી છે, જેને લગભગ પરમાણુની આંતરિક ઊર્જા તરીકે સમજી શકાય છે. તે ચીની અક્ષરોના સપાટીના અર્થ પરથી અંદાજિત રીતે અનુમાન કરી શકાય છે, કારણ કે અગ્નિ નથી

4
S એ સિસ્ટમની એન્ટ્રોપીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે સામાન્ય રીતે જાણીતી છે અને તેનો શાબ્દિક અર્થ એકદમ સ્પષ્ટ છે. તે તાપમાન T સાથે સંબંધિત છે અથવા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, અને તેનો મૂળભૂત અર્થ સૂક્ષ્મ નાના સિસ્ટમની અવ્યવસ્થા અથવા સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી છે. આ બિંદુએ, નિરીક્ષક નાના મિત્રએ નોંધ્યું હશે કે આજે આપણે જે થર્મલ પ્રતિકારની ચર્ચા કરી રહ્યા છીએ તેનાથી સંબંધિત તાપમાન T આખરે દેખાયું. મને એન્ટ્રોપી ખ્યાલ વિશે થોડી ચર્ચા કરવા દો. એન્ટ્રોપીને મૂર્ખતાપૂર્વક સ્ફટિકીયતાની વિરુદ્ધ તરીકે સમજી શકાય છે. એન્ટ્રોપી મૂલ્ય જેટલું ઊંચું હશે, પરમાણુ માળખું વધુ અવ્યવસ્થિત અને અસ્તવ્યસ્ત હશે. પરમાણુ માળખાની નિયમિતતા જેટલી ઊંચી હશે, પરમાણુની સ્ફટિકીયતા વધુ સારી હશે. હવે, ચાલો પોલીયુરેથીન રબર રોલમાંથી એક નાનો ચોરસ કાપીએ અને નાના ચોરસને સંપૂર્ણ સિસ્ટમ તરીકે ગણીએ. તેનું દળ નિશ્ચિત છે, ધારી રહ્યા છીએ કે ચોરસ 100 પોલીયુરેથીન પરમાણુઓથી બનેલો છે (વાસ્તવમાં, N ઘણા છે), કારણ કે તેનું દળ અને કદ મૂળભૂત રીતે અપરિવર્તિત છે, આપણે △G ને ખૂબ જ નાના આંકડાકીય મૂલ્ય તરીકે અથવા અનંત રીતે શૂન્યની નજીક અંદાજી શકીએ છીએ, પછી ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા સૂત્રને ST=H માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જ્યાં T તાપમાન છે, અને S એ એન્ટ્રોપી છે. એટલે કે, પોલીયુરેથીન નાના ચોરસનો થર્મલ પ્રતિકાર એન્થાલ્પી H ના પ્રમાણસર છે અને એન્ટ્રોપી S ના વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે. અલબત્ત, આ એક અંદાજિત પદ્ધતિ છે, અને તેની પહેલાં △ ઉમેરવું શ્રેષ્ઠ છે (તુલના દ્વારા મેળવેલ).
5
સ્ફટિકીયતામાં સુધારો ફક્ત એન્ટ્રોપી મૂલ્ય ઘટાડી શકતો નથી પણ એન્થાલ્પી મૂલ્યમાં પણ વધારો કરી શકે છે, એટલે કે, છેદ ઘટાડતી વખતે પરમાણુમાં વધારો (T = H/S), જે તાપમાન T ના વધારા માટે સ્પષ્ટ છે, અને તે સૌથી અસરકારક અને સામાન્ય પદ્ધતિઓમાંની એક છે, પછી ભલે T કાચ સંક્રમણ તાપમાન હોય કે ગલન તાપમાન. સંક્રમણ કરવાની જરૂર એ છે કે મોનોમર પરમાણુ રચનાની નિયમિતતા અને સ્ફટિકીયતા અને એકત્રીકરણ પછી ઉચ્ચ પરમાણુ ઘનકરણની એકંદર નિયમિતતા અને સ્ફટિકીયતા મૂળભૂત રીતે રેખીય છે, જે લગભગ સમકક્ષ હોઈ શકે છે અથવા રેખીય રીતે સમજી શકાય છે. એન્થાલ્પી H મુખ્યત્વે પરમાણુની આંતરિક ઊર્જા દ્વારા ફાળો આપે છે, અને પરમાણુની આંતરિક ઊર્જા વિવિધ પરમાણુ સંભવિત ઊર્જાના વિવિધ પરમાણુ માળખાંનું પરિણામ છે, અને પરમાણુ સંભવિત ઊર્જા રાસાયણિક સંભવિત છે, પરમાણુ માળખું નિયમિત અને ક્રમબદ્ધ છે, જેનો અર્થ છે કે પરમાણુ સંભવિત ઊર્જા વધુ છે, અને સ્ફટિકીકરણ ઘટના ઉત્પન્ન કરવી સરળ છે, જેમ કે બરફમાં પાણીનું ઘનીકરણ. આ ઉપરાંત, અમે હમણાં જ 100 પોલીયુરેથીન પરમાણુઓ ધારી લીધા છે, આ 100 પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દળો આ નાના રોલરના થર્મલ પ્રતિકારને પણ અસર કરશે, જેમ કે ભૌતિક હાઇડ્રોજન બોન્ડ, જો કે તે રાસાયણિક બોન્ડ જેટલા મજબૂત નથી, પરંતુ N સંખ્યા મોટી છે, પ્રમાણમાં વધુ પરમાણુ હાઇડ્રોજન બોન્ડનું સ્પષ્ટ વર્તન ડિસઓર્ડરની ડિગ્રી ઘટાડી શકે છે અથવા દરેક પોલીયુરેથીન પરમાણુની ગતિ શ્રેણીને પ્રતિબંધિત કરી શકે છે, તેથી હાઇડ્રોજન બોન્ડ થર્મલ પ્રતિકાર સુધારવા માટે ફાયદાકારક છે.