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폴리우레탄 소재는 고온에 내성이 있나요? 일반적으로 폴리우레탄은 고온에 내성이 없습니다. 일반 PPDI 시스템을 사용하더라도 최대 온도 한계는 약 150°C 정도입니다. 일반 폴리에스터나 폴리에테르 계열은 120°C 이상의 온도를 견디지 ​​못할 수 있습니다. 그러나 폴리우레탄은 극성이 높은 고분자로 일반 플라스틱에 비해 내열성이 뛰어납니다. 따라서 고온 내성을 위한 온도 범위를 정의하거나 용도에 따라 구분하는 것이 매우 중요합니다.
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그렇다면 폴리우레탄 소재의 열 안정성은 어떻게 향상시킬 수 있을까요? 기본적인 답은 앞서 언급한 고도로 규칙적인 PPDI 이소시아네이트처럼 소재의 결정성을 높이는 것입니다. 폴리머의 결정성을 높이면 열 안정성이 향상되는 이유는 무엇일까요? 그 답은 누구나 알고 있습니다. 즉, 구조가 특성을 결정하기 때문입니다. 오늘은 분자 구조의 규칙성 향상이 열 안정성 향상으로 이어지는 이유를 설명하고자 합니다. 기본적인 아이디어는 깁스 자유 에너지의 정의 또는 공식, 즉 △G=H-ST에서 찾을 수 있습니다. G의 좌변은 자유 에너지를, H 방정식의 우변은 엔탈피, S는 엔트로피, T는 온도를 나타냅니다.
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깁스 자유 에너지는 열역학에서 에너지 개념이며, 그 크기는 종종 상대적인 값, 즉 시작 값과 종료 값의 차이이므로 절대값을 직접 얻거나 표현할 수 없기 때문에 기호 △를 앞에 사용합니다. △G가 감소하면, 즉 음수이면 화학 반응이 자발적으로 발생하거나 특정 예상 반응에 유리할 수 있음을 의미합니다. 이는 열역학에서 반응이 존재하는지 또는 가역적인지 여부를 결정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 감소 정도 또는 속도는 반응 자체의 속도론으로 이해할 수 있습니다. H는 기본적으로 엔탈피이며, 이는 분자의 내부 에너지로 대략적으로 이해할 수 있습니다. 불은 아니므로 한자의 표면적인 의미에서 대략적으로 추측할 수 있습니다.

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S는 일반적으로 알려져 있고 문자적 의미는 매우 명확한 시스템의 엔트로피를 나타냅니다.온도 T와 관련이 있거나 온도 T로 표현되며, 기본 의미는 미시적인 작은 시스템의 무질서 또는 자유도입니다.이 시점에서 관찰력이 뛰어난 작은 친구는 오늘 논의하는 열 저항과 관련된 온도 T가 마침내 나타났다는 것을 알아차렸을 것입니다.엔트로피 개념에 대해 조금 횡설수설하겠습니다.엔트로피는 어리석게도 결정성의 반대 개념으로 이해될 수 있습니다.엔트로피 값이 높을수록 분자 구조가 더 무질서하고 혼란스럽습니다.분자 구조의 규칙성이 높을수록 분자의 결정성이 더 좋습니다.이제 폴리우레탄 고무 롤에서 작은 정사각형을 잘라내고 작은 정사각형을 완전한 시스템으로 간주해 보겠습니다. 그 질량은 고정되어 있으며, 정사각형이 100개의 폴리우레탄 분자로 이루어져 있다고 가정할 때(실제로는 N개), 질량과 부피는 기본적으로 변하지 않으므로, △G를 매우 작은 수치 또는 0에 무한히 가까운 값으로 근사할 수 있습니다. 그러면 깁스 자유 에너지 공식은 ST=H로 변환될 수 있습니다. 여기서 T는 온도이고 S는 엔트로피입니다. 즉, 폴리우레탄 작은 정사각형의 열 저항은 엔탈피 H에 비례하고 엔트로피 S에 반비례합니다. 물론 이는 근사적인 방법이며, (비교를 통해 얻은) 앞에 △를 추가하는 것이 가장 좋습니다.
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결정성 향상이 엔트로피 값을 감소시킬 뿐만 아니라 엔탈피 값도 증가시킬 수 있다는 것을 발견하는 것은 어렵지 않습니다. 즉, 분모를 줄이면서 분자를 증가시키는 것(T = H/S)은 온도 T의 증가에 대해 명백하며, T가 유리 전이 온도이든 용융 온도이든 관계없이 가장 효과적이고 일반적인 방법 중 하나입니다. 전이가 필요한 것은 단량체 분자 구조의 규칙성과 결정성과 응집 후 고분자 응고의 전반적인 규칙성과 결정성이 기본적으로 선형적이라는 것입니다. 이는 대략 동등하거나 선형적인 방식으로 이해될 수 있습니다. 엔탈피 H는 주로 분자의 내부 에너지에 의해 기여하며, 분자의 내부 에너지는 서로 다른 분자 위치 에너지의 서로 다른 분자 구조의 결과이며, 분자 위치 에너지는 화학적 위치 에너지입니다. 분자 구조는 규칙적이고 질서정연하여 분자 위치 에너지가 더 높고 물이 얼음으로 응축되는 것과 같은 결정화 현상이 발생하기 쉽습니다. 게다가 우리는 방금 100개의 폴리우레탄 분자를 가정했고, 이 100개의 분자 사이의 상호 작용력도 이 작은 롤러의 열 저항에 영향을 미칠 것입니다. 예를 들어 물리적 수소 결합은 화학 결합만큼 강하지는 않지만 N의 수가 크면 상대적으로 분자 수가 많은 수소 결합의 뚜렷한 거동은 무질서 정도를 줄이거나 각 폴리우레탄 분자의 이동 범위를 제한할 수 있으므로 수소 결합은 열 저항을 개선하는 데 유익합니다.