1
Ma materyalên polîuretanê ji germên bilind re berxwedêr in? Bi gelemperî, polîuretan li hember germên bilind ne berxwedêr e, tewra bi pergalek PPDI ya birêkûpêk jî, sînorê germahiya wê ya herî zêde tenê li dora 150 ° be. Cûreyên polester an polîeter ên asayî dibe ku nikaribin li germahiyên li jor 120 ° bisekinin. Lêbelê, polîuretan polîmerek pir polar e, û li gorî plastîkên gelemperî, ew li hember germê bêtir berxwedêr e. Ji ber vê yekê, destnîşankirina rêza germahiyê ji bo berxwedana germahiya bilind an cûdakirina karanîna cûda pir girîng e.
2
Ji ber vê yekê çawa dikare aramiya germî ya materyalên polîuretanê baştir bibe? Bersiva bingehîn zêdekirina krîstalbûna materyalê ye, wek mînak isocyanate PPDI-ya pir bi rêkûpêk ku berê hatî behs kirin. Çima zêdekirina krîstalbûna polîmer aramiya wê ya germî baştir dike? Bersiv bi bingehîn ji her kesî re tê zanîn, ango avahî taybetmendiyan diyar dike. Îro, em dixwazin hewl bidin ku rave bikin ka çima başkirina rêkûpêkiya avahiya molekulî di aramiya termal de çêtir dibe, ramana bingehîn ji pênasîn an formula enerjiya belaş Gibbs e, ango △G=H-ST. Aliyê çepê yê G enerjiya azad nîşan dide, û aliyê rastê yê hevkêşeya H entalpî ye, S entropî ye û T germahî ye.
3
Enerjiya belaş a Gibbs di termodinamîkê de têgehek enerjiyê ye, û mezinahiya wê pir caran nirxek relatîf e, ango ferqa di navbera nirxên destpêk û dawiyê de, ji ber vê yekê nîşana △ li pêş wê tê bikar anîn, ji ber ku nirxa mutleq rasterast nayê wergirtin an jî temsîl kirin. Dema ku △G kêm dibe, ango dema ku ew negatîf be, ev tê wê wateyê ku reaksiyona kîmyewî dikare ji xweber çêbibe an jî ji bo reaksiyonek bendewar a diyarkirî xweş be. Ev jî dikare were bikar anîn da ku diyar bike ka reaksiyonê di termodinamîkê de heye an veger e. Asta an rêjeya kêmbûnê dikare wekî kînetîka reaksiyonê bixwe were fêm kirin. H bi bingehîn entalpî ye, ku bi qasî enerjiya hundurîn a molekulê dikare were fêm kirin. Ew dikare bi hûrgulî ji wateya rûkalê tîpên çînî were texmîn kirin, wekî agir ne wusa ye

4
S entropiya pergalê, ku bi gelemperî tê zanîn û wateya wêjeyî pir zelal e, temsîl dike. Ew bi germahiya T-yê ve girêdayî ye an tête diyar kirin, û wateya wê ya bingehîn asta tevlihevî an azadiya pergala piçûk a mîkroskopî ye. Di vê nuqteyê de, hevalê piçûk ê çavdêr dibe ku ferq kiriye ku germahiya T ya ku bi berxwedana germî ya ku em îro nîqaş dikin ve girêdayî ye di dawiyê de xuya bû. Bihêle ez hinekî li ser têgeha entropiyê bisekinim. Entropî bi ehmeqî dikare wekî dijberiya krîstalbûnê were fêm kirin. Nirxa entropiyê çiqasî bilindtir be, avahîya molekulî jî ew qas tevlihev û kaotîk e. Çiqas birêkûpêkiya avahiya molekulê bilindtir be, ew qas krîstalbûna molekulê jî baştir e. Naha, bila em çargoşeyek piçûk ji çîçeka polîuretanê qut bikin û çargoşeya piçûk wekî pergalek bêkêmasî bihesibînin. Girseya wê sabît e, bihesibînin ku çargoşe ji 100 molekulên polîuretan pêk tê (di rastiyê de, N gelek hene), ji ber ku girseya wê û qebareya wê di bingeh de neguherî ne, em dikarin △G-yê wekî nirxek jimareyî ya pir piçûk an jî bêsînor nêzî sifirê bikin, wê hingê enerjiya belaş a Gibbs dikare were veguheztin li ku derê T e germahî, S e û germahîya S-yê, S-yê ye. Ango, berxwedana germî ya çargoşeya piçûk a polîuretanê bi entalpî H re û berevajî wê bi entropiya S re têkildar e. Bê guman, ev rêbazek texmînî ye, û çêtirîn e ku meriv △ berî wê zêde bike (bi berhevdanê tê wergirtin).
5
Ne dijwar e ku meriv bibîne ku başkirina krîstalînê ne tenê dikare nirxa entropiyê kêm bike, lê di heman demê de nirxa entalpiyê jî zêde dike, ango zêdekirina molekulê di heman demê de kêmkirina danûstendinê (T = H/S), ku ji bo zêdebûna germahiya T diyar e, û ew yek ji awayên herî bibandor û hevpar e, bêyî ku T germahiya veguheztina camê ye an jî germahiya melî ye. Tiştê ku divê were veguheztin ev e ku rêkûpêk û krîstalbûna strukturên molekulê yên monomer û birêkûpêk û krîstalbûna giştî ya zexmbûna molekulê ya bilind piştî kombûnê di bingeh de xêz e, ku dikare bi rengek xêzikî wekhev be an jî were fêm kirin. Entalpî H bi giranî ji hêla enerjiya hundurîn a molekulê ve tê peyda kirin, û enerjiya hundurîn a molekulê encama strukturên molekulî yên cihêreng ên enerjiya potansiyela molekulî ya cihê ye, û enerjiya potansiyela molekulî potansiyela kîmyewî ye, avahiya molekulê bi rêkûpêk û rêzkirî ye, ku tê vê wateyê ku enerjiya potansiyela molekulî bilindtir e, û hilberandina kristalkirina kristalîzasyonê, mîna p. Wekî din, me tenê 100 molekulên polîuretanê texmîn kir, hêzên danûstendinê yên di navbera van 100 molekulan de jî dê bandorê li berxwedana germî ya vê gerokê piçûk bike, wek girêkên hîdrojenê yên laşî, her çend ew bi qasî bendên kîmyewî ne xurt in, lê hejmara N mezin e, tevgera eşkere ya tevgera hîdrojenê ya nisbeten bêtir molekulî an jî rêjeya tevgera molekulê ya pirtirkêmtir dikare asta tevliheviya hîdrojenê ya molekulê kêm bike. girêdana hîdrojenê ji bo baştirkirina berxwedana termal sûdmend e.