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Les matériaux en polyuréthane résistent-ils aux températures élevées ? En général, le polyuréthane ne résiste pas aux températures élevées. Même avec un système PPDI standard, sa température maximale ne peut dépasser 150 °C. Les polyesters ou polyéthers ordinaires peuvent ne pas supporter des températures supérieures à 120 °C. Cependant, le polyuréthane est un polymère hautement polaire et, comparé aux plastiques classiques, il est plus résistant à la chaleur. Il est donc crucial de définir la plage de températures pour la résistance aux températures élevées ou de différencier les différentes utilisations.
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Comment améliorer la stabilité thermique des polyuréthanes ? La solution consiste à augmenter la cristallinité du matériau, comme l'isocyanate PPDI très régulier mentionné précédemment. Pourquoi l'augmentation de la cristallinité d'un polymère améliore-t-elle sa stabilité thermique ? La réponse est connue de tous : la structure détermine les propriétés. Aujourd'hui, nous allons tenter d'expliquer pourquoi l'amélioration de la régularité de la structure moléculaire entraîne une amélioration de la stabilité thermique. L'idée fondamentale découle de la définition ou de la formule de l'énergie libre de Gibbs, à savoir △G=H-ST. Le côté gauche de G représente l'énergie libre, le côté droit de l'équation H l'enthalpie, S l'entropie et T la température.
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L'énergie libre de Gibbs est un concept énergétique en thermodynamique. Sa valeur est souvent une valeur relative, c'est-à-dire la différence entre les valeurs initiale et finale. Le symbole △ est donc utilisé devant, car la valeur absolue ne peut être obtenue ou représentée directement. Lorsque △G diminue, c'est-à-dire lorsqu'il est négatif, cela signifie que la réaction chimique peut se produire spontanément ou être favorable à une réaction attendue. Cela peut également être utilisé pour déterminer si la réaction existe ou est réversible en thermodynamique. Le degré ou la vitesse de réduction peut être compris comme la cinétique de la réaction elle-même. H est fondamentalement l'enthalpie, qui peut être comprise approximativement comme l'énergie interne d'une molécule. On peut l'estimer approximativement à partir de la signification superficielle des caractères chinois, car le feu n'est pas

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S représente l'entropie du système, généralement connue et dont le sens littéral est clair. Elle est liée à la température T, ou exprimée en elle, et sa signification fondamentale est le degré de désordre ou de liberté du système microscopique. À ce stade, le petit observateur aura peut-être remarqué que la température T, liée à la résistance thermique dont nous parlons aujourd'hui, est enfin apparue. Permettez-moi de m'étendre un peu sur le concept d'entropie. L'entropie peut être interprétée, à tort, comme l'opposé de la cristallinité. Plus la valeur de l'entropie est élevée, plus la structure moléculaire est désordonnée et chaotique. Plus la structure moléculaire est régulière, meilleure est la cristallinité de la molécule. Découpons maintenant un petit carré dans le rouleau de caoutchouc polyuréthane et considérons ce petit carré comme un système complet. Sa masse est fixe, en supposant que le carré est composé de 100 molécules de polyuréthane (en réalité, il y en a N), comme sa masse et son volume sont fondamentalement inchangés, nous pouvons approximer △G comme une très petite valeur numérique ou infiniment proche de zéro, alors la formule de l'énergie libre de Gibbs peut être transformée en ST=H, où T est la température et S est l'entropie. Autrement dit, la résistance thermique du petit carré de polyuréthane est proportionnelle à l'enthalpie H et inversement proportionnelle à l'entropie S. Bien sûr, il s'agit d'une méthode approximative, et il est préférable d'ajouter △ avant (obtenu par comparaison).
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Il est facile de constater que l'amélioration de la cristallinité peut non seulement réduire l'entropie, mais aussi augmenter l'enthalpie, c'est-à-dire augmenter la taille de la molécule tout en réduisant son dénominateur (T = H/S), ce qui est évident pour l'augmentation de la température T. Il s'agit d'une des méthodes les plus efficaces et les plus courantes, que T soit la température de transition vitreuse ou la température de fusion. Il est important de noter que la régularité et la cristallinité de la structure moléculaire du monomère, ainsi que la régularité et la cristallinité globales de la solidification à haut poids moléculaire après agrégation, sont fondamentalement linéaires, ce qui peut être approximativement équivalent ou compris de manière linéaire. L'enthalpie H est principalement due à l'énergie interne de la molécule, laquelle résulte de structures moléculaires différentes ayant des énergies potentielles moléculaires différentes. L'énergie potentielle moléculaire est le potentiel chimique. La structure moléculaire est régulière et ordonnée, ce qui signifie que l'énergie potentielle moléculaire est plus élevée et facilite les phénomènes de cristallisation, comme la condensation de l'eau en glace. De plus, nous venons de supposer 100 molécules de polyuréthane, les forces d'interaction entre ces 100 molécules affecteront également la résistance thermique de ce petit rouleau, comme les liaisons hydrogène physiques, bien qu'elles ne soient pas aussi fortes que les liaisons chimiques, mais le nombre N est grand, le comportement évident de la liaison hydrogène relativement plus moléculaire peut réduire le degré de désordre ou restreindre la plage de mouvement de chaque molécule de polyuréthane, donc la liaison hydrogène est bénéfique pour améliorer la résistance thermique.