1
Ma materyalên polîuretan li hember germahiyên bilind berxwedêr in? Bi gelemperî, polîuretan li hember germahiyên bilind berxwedêr nîne, tewra bi pergala PPDI ya asayî jî, sînorê germahiya wê ya herî zêde tenê dikare li dora 150° be. Dibe ku cureyên polîester an polîeter ên asayî nikaribin li hember germahiyên li jor 120° berxwe bidin. Lêbelê, polîuretan polîmerek pir polar e, û li gorî plastîkên gelemperî, ew li hember germahiyê berxwedêrtir e. Ji ber vê yekê, destnîşankirina rêza germahiyê ji bo berxwedana germahiya bilind an jî cudakirina karanînên cûda pir girîng e.
2
Ji ber vê yekê, çawa dikare aramiya germî ya materyalên polîuretan were baştir kirin? Bersiva bingehîn ew e ku krîstalînîteya materyalê were zêdekirin, wekî îsosîyanata PPDI ya pir rêkûpêk ku berê hatî behs kirin. Çima zêdekirina krîstalînîteya 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 başbûnek di aramiya germî de tîne, fikra bingehîn ji pênaseya an formula enerjiya azad a Gibbs e, ango △G=H-ST. Aliyê çepê yê G enerjiya azad temsîl dike, û aliyê rastê yê hevkêşeya H entalpî ye, S entropî ye, û T germahî ye.
3
Enerjiya azad a Gibbs di termodînamîkê de têgehek enerjiyê ye, û mezinahiya wê pir caran nirxek nisbî ye, ango cudahiya di navbera nirxên destpêkê û yên dawiyê de ye, ji ber vê yekê sembola △ li pêşiya wê tê bikar anîn, ji ber ku nirxa mutleq rasterast nayê bidestxistin an temsîlkirin. Dema ku △G kêm dibe, ango dema ku neyînî ye, ev tê vê wateyê ku reaksiyona kîmyewî dikare bi awayekî xweber çêbibe an jî ji bo reaksiyonek diyarkirî ya hêvîkirî guncan be. Ev dikare ji bo destnîşankirina ka reaksiyon di termodînamîkê de heye an berevajî ye jî were bikar anîn. Asta an rêjeya kêmkirinê dikare wekî kînetîka reaksiyonê bi xwe were fêm kirin. H di bingeh de entalpî ye, ku dikare bi qasî enerjiya navxweyî ya molekulekê were fêm kirin. Ew dikare bi qasî ji wateya rûberî ya tîpên çînî were texmîn kirin, ji ber ku agir ne...

4
S entropiya pergalê temsîl dike, ku bi gelemperî tê zanîn û wateya wê ya rastîn pir zelal e. Ew bi germahiya T ve girêdayî ye an jî bi wê tê îfadekirin, û wateya wê ya bingehîn pileya bêserûberî an azadiya pergala piçûk a mîkroskopîk e. Di vê nuqteyê de, dibe ku hevalê piçûk ê çavdêr bala xwe dabe ku germahiya T ya ku bi berxwedana germî ya ku em îro nîqaş dikin ve girêdayî ye di dawiyê de derketiye holê. Bila ez hinekî li ser têgeha entropiyê biaxivim. Entropî dikare bi awayekî bêaqil wekî berevajîya krîstalînîteyê were fêm kirin. Nirxa entropiyê çiqas bilindtir be, avahiya molekulî ewqas bêserûber û kaotîktir e. Rêkûpêkiya avahiya molekulî çiqas bilindtir be, krîstalînîteya molekulê ewqas çêtir e. Naha, em çargoşeyek piçûk ji ruloya lastîkî ya polîuretanê bibirin û çargoşeya piçûk wekî pergalek temam bibînin. Giraniya wê sabît e, bi texmîna ku çargoşe ji 100 molekulên polîuretan pêk tê (di rastiyê de, N gelek hene), ji ber ku giranî û qebareya wê bi bingehîn neguherî ne, em dikarin △G wekî nirxek hejmarî ya pir piçûk an jî bêdawî nêzîkî sifirê texmîn bikin, wê hingê formula enerjiya azad a Gibbs dikare were veguheztin ST=H, ku T germahî ye, û S entropî ye. Ango, berxwedana germî ya çargoşeya piçûk a polîuretan bi entalpiya H re rêjeyî ye û bi entropiya S re berevajî rêjeyî ye. Bê guman, ev rêbazek texmînî ye, û çêtirîn e ku △ berî wê were zêdekirin (bi rêya berawirdkirinê tê bidestxistin).
5
Ne dijwar e ku meriv bibîne ku başkirina krîstalînîteyê ne tenê dikare nirxa entropiyê kêm bike, lê di heman demê de nirxa entalpiyê jî zêde bike, ango molekul zêde bike dema ku jimarker kêm bike (T = H/S), ku ji bo zêdebûna germahiyê T eşkere ye, û ew yek ji rêbazên herî bibandor û gelemperî ye, bêyî ku T germahiya veguherîna cama be an germahiya helandinê be. Tiştê ku divê were veguheztin ev e ku rêkûpêkî û krîstalînîteya avahiya molekulî ya monomer û rêkûpêkî û krîstalînîteya giştî ya hişkbûna molekulî ya bilind piştî kombûnê bi bingehîn xêzik in, ku dikarin bi qasî wekhev bin an jî bi awayekî xêzik werin fêm kirin. Entalpiya H bi giranî ji hêla enerjiya navxweyî ya molekulê ve tê pêşkêş kirin, û enerjiya navxweyî ya molekulê encama avahiyên molekulî yên cûda yên enerjiya potansiyel a molekulî ya cûda ye, û enerjiya potansiyel a molekulî potansiyela kîmyewî ye, avahiya molekulî rêkûpêk û rêkûpêk e, ku tê vê wateyê ku enerjiya potansiyel a molekulî bilindtir e, û hêsantir e ku meriv diyardeyên krîstalîzasyonê çêbike, mîna av ku dibe qeşayê. Ji bilî vê, me tenê 100 molekulên polîuretan texmîn kir, hêzên têkiliyê yên di navbera van 100 molekulan de dê bandorê li berxwedana germî ya vê silindirê piçûk jî bikin, wekî girêdanên hîdrojenê yên fîzîkî, her çend ew ne bi qasî girêdanên kîmyewî xurt bin jî, lê hejmara N mezin e, tevgera eşkere ya girêdana hîdrojenê ya nisbeten molekulîtir dikare pileya bêserûberiyê kêm bike an jî rêza tevgerê ya her molekulek polîuretan sînordar bike, ji ber vê yekê girêdana hîdrojenê ji bo baştirkirina berxwedana germî sûdmend e.