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क्या पॉलीयूरेथेन पदार्थ उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी होते हैं? सामान्यतः, पॉलीयूरेथेन उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी नहीं होता है, यहाँ तक कि एक नियमित PPDI प्रणाली के साथ भी, इसकी अधिकतम तापमान सीमा केवल 150° के आसपास ही हो सकती है। साधारण पॉलिएस्टर या पॉलीइथर प्रकार 120° से अधिक तापमान का सामना करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं। हालाँकि, पॉलीयूरेथेन एक अत्यधिक ध्रुवीय बहुलक है, और सामान्य प्लास्टिक की तुलना में, यह ऊष्मा के प्रति अधिक प्रतिरोधी होता है। इसलिए, उच्च तापमान प्रतिरोध के लिए तापमान सीमा निर्धारित करना या विभिन्न उपयोगों में अंतर करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।
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तो पॉलीयूरेथेन पदार्थों की तापीय स्थिरता कैसे बेहतर की जा सकती है? मूल उत्तर है पदार्थ की क्रिस्टलीयता बढ़ाना, जैसे कि पहले उल्लिखित अत्यधिक नियमित PPDI आइसोसाइनेट। बहुलक की क्रिस्टलीयता बढ़ाने से उसकी तापीय स्थिरता क्यों बेहतर होती है? इसका उत्तर मूलतः सभी को ज्ञात है, अर्थात संरचना गुणों को निर्धारित करती है। आज, हम यह समझाने का प्रयास करेंगे कि आणविक संरचना की नियमितता में सुधार से तापीय स्थिरता में सुधार क्यों होता है। इसका मूल विचार गिब्स मुक्त ऊर्जा की परिभाषा या सूत्र से आता है, अर्थात △G=H-ST। G का बायाँ भाग मुक्त ऊर्जा दर्शाता है, और समीकरण का दायाँ भाग H एन्थैल्पी, S एन्ट्रॉपी और T तापमान दर्शाता है।
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गिब्स मुक्त ऊर्जा ऊष्मागतिकी में एक ऊर्जा अवधारणा है, और इसका आकार अक्सर एक सापेक्ष मान होता है, अर्थात प्रारंभिक और अंतिम मानों के बीच का अंतर, इसलिए इसके आगे △ प्रतीक का उपयोग किया जाता है, क्योंकि निरपेक्ष मान को सीधे प्राप्त या दर्शाया नहीं जा सकता है। जब △G घटता है, अर्थात जब यह ऋणात्मक होता है, तो इसका अर्थ है कि रासायनिक प्रतिक्रिया अनायास हो सकती है या किसी निश्चित अपेक्षित प्रतिक्रिया के लिए अनुकूल हो सकती है। इसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है कि क्या प्रतिक्रिया मौजूद है या ऊष्मागतिकी में प्रतिवर्ती है। कमी की डिग्री या दर को प्रतिक्रिया की गतिज के रूप में समझा जा सकता है। H मूल रूप से एन्थैल्पी है, जिसे लगभग एक अणु की आंतरिक ऊर्जा के रूप में समझा जा सकता है। इसका अनुमान चीनी अक्षरों के सतही अर्थ से लगाया जा सकता है, क्योंकि आग

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S प्रणाली की एन्ट्रॉपी को दर्शाता है, जो आम तौर पर ज्ञात है और इसका शाब्दिक अर्थ बिल्कुल स्पष्ट है। यह तापमान T से संबंधित या इसके रूप में व्यक्त होता है, और इसका मूल अर्थ सूक्ष्म प्रणाली की अव्यवस्था या स्वतंत्रता की डिग्री है। इस बिंदु पर, पर्यवेक्षक छोटे मित्र ने देखा होगा कि तापमान T, जिस पर हम आज चर्चा कर रहे हैं, उससे संबंधित है, अंततः प्रकट हुआ। मुझे एन्ट्रॉपी की अवधारणा के बारे में थोड़ा विस्तार से बताने दीजिए। एन्ट्रॉपी को मूर्खतापूर्ण रूप से क्रिस्टलीयता के विपरीत समझा जा सकता है। एन्ट्रॉपी का मान जितना अधिक होगा, आणविक संरचना उतनी ही अधिक अव्यवस्थित और अराजक होगी। आणविक संरचना की नियमितता जितनी अधिक होगी, अणु की क्रिस्टलीयता उतनी ही बेहतर होगी। अब, पॉलीयूरेथेन रबर रोल से एक छोटा वर्ग काटें और छोटे वर्ग को एक पूर्ण प्रणाली मानें। इसका द्रव्यमान स्थिर है, यह मानते हुए कि वर्ग 100 पॉलीयूरेथेन अणुओं से बना है (वास्तव में, N कई हैं), क्योंकि इसका द्रव्यमान और आयतन मूलतः अपरिवर्तित हैं, हम △G को एक बहुत छोटे संख्यात्मक मान के रूप में या शून्य के अनंत निकट अनुमानित कर सकते हैं, फिर गिब्स मुक्त ऊर्जा सूत्र को ST=H में बदला जा सकता है, जहाँ T तापमान है, और S एन्ट्रॉपी है। अर्थात्, पॉलीयूरेथेन के छोटे वर्ग का तापीय प्रतिरोध एन्थैल्पी H के समानुपाती और एन्ट्रॉपी S के व्युत्क्रमानुपाती होता है। बेशक, यह एक अनुमानित विधि है, और इसके पहले △ जोड़ना सबसे अच्छा है (तुलना के माध्यम से प्राप्त)।
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यह पता लगाना मुश्किल नहीं है कि क्रिस्टलीयता में सुधार न केवल एन्ट्रॉपी मान को कम कर सकता है, बल्कि एन्थैल्पी मान को भी बढ़ा सकता है, अर्थात, अणु को बढ़ाते हुए हर (T = H/S) को कम कर सकता है, जो तापमान T में वृद्धि के लिए स्पष्ट है, और यह सबसे प्रभावी और सामान्य तरीकों में से एक है, चाहे T कांच संक्रमण तापमान हो या गलनांक। जिस चीज़ पर संक्रमण करने की ज़रूरत है, वह यह है कि मोनोमर आणविक संरचना की नियमितता और क्रिस्टलीयता और एकत्रीकरण के बाद उच्च आणविक जमने की समग्र नियमितता और क्रिस्टलीयता मूल रूप से रैखिक होती है, जिसे लगभग समतुल्य या रैखिक रूप से समझा जा सकता है। एन्थैल्पी H मुख्य रूप से अणु की आंतरिक ऊर्जा द्वारा योगदान दिया जाता है, और अणु की आंतरिक ऊर्जा विभिन्न आणविक संभावित ऊर्जाओं वाली विभिन्न आणविक संरचनाओं का परिणाम है, और आणविक संभावित ऊर्जा रासायनिक क्षमता है, आणविक संरचना नियमित और व्यवस्थित होती है, जिसका अर्थ है कि आणविक संभावित ऊर्जा अधिक होती है, और क्रिस्टलीकरण घटना उत्पन्न करना आसान होता है, जैसे पानी का बर्फ में संघनित होना। इसके अलावा, हमने अभी 100 पॉलीयूरेथेन अणुओं को ग्रहण किया है, इन 100 अणुओं के बीच परस्पर क्रिया बल भी इस छोटे रोलर के थर्मल प्रतिरोध को प्रभावित करेंगे, जैसे कि भौतिक हाइड्रोजन बांड, हालांकि वे रासायनिक बंधनों की तरह मजबूत नहीं हैं, लेकिन संख्या N बड़ी है, अपेक्षाकृत अधिक आणविक हाइड्रोजन बांड का स्पष्ट व्यवहार विकार की डिग्री को कम कर सकता है या प्रत्येक पॉलीयूरेथेन अणु की गति सीमा को प्रतिबंधित कर सकता है, इसलिए हाइड्रोजन बांड थर्मल प्रतिरोध में सुधार करने के लिए फायदेमंद है।