பாலியூரிதீன் பொருட்கள் உயர்ந்த வெப்பநிலைகளுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவையா?
1
பாலியூரிதீன் பொருட்கள் அதிக வெப்பநிலையை எதிர்க்கின்றனவா? பொதுவாக, பாலியூரிதீன் அதிக வெப்பநிலையை எதிர்க்காது, வழக்கமான PPDI அமைப்புடன் கூட, அதன் அதிகபட்ச வெப்பநிலை வரம்பு சுமார் 150° ஆக மட்டுமே இருக்க முடியும். சாதாரண பாலியஸ்டர் அல்லது பாலியதர் வகைகள் 120°க்கு மேல் வெப்பநிலையைத் தாங்க முடியாமல் போகலாம். இருப்பினும், பாலியூரிதீன் ஒரு அதிக துருவ பாலிமர் ஆகும், மேலும் பொதுவான பிளாஸ்டிக்குகளுடன் ஒப்பிடும்போது, இது வெப்பத்தை அதிகம் எதிர்க்கும். எனவே, உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பிற்கான வெப்பநிலை வரம்பை வரையறுப்பது அல்லது வெவ்வேறு பயன்பாடுகளை வேறுபடுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது.
2
எனவே பாலியூரிதீன் பொருட்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மையை எவ்வாறு மேம்படுத்த முடியும்? அடிப்படை பதில், முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட மிகவும் வழக்கமான PPDI ஐசோசயனேட் போன்ற பொருளின் படிகத்தன்மையை அதிகரிப்பதாகும். பாலிமரின் படிகத்தன்மையை அதிகரிப்பது ஏன் அதன் வெப்ப நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது? பதில் அடிப்படையில் அனைவருக்கும் தெரியும், அதாவது, கட்டமைப்பு பண்புகளை தீர்மானிக்கிறது. இன்று, மூலக்கூறு கட்டமைப்பு ஒழுங்கின் முன்னேற்றம் வெப்ப நிலைத்தன்மையில் முன்னேற்றத்தை ஏன் கொண்டுவருகிறது என்பதை விளக்க முயற்சிக்க விரும்புகிறோம், அடிப்படை யோசனை கிப்ஸ் இலவச ஆற்றலின் வரையறை அல்லது சூத்திரத்திலிருந்து, அதாவது △G=H-ST. G இன் இடது பக்கம் இலவச ஆற்றலைக் குறிக்கிறது, மேலும் சமன்பாட்டின் வலது பக்கம் H என்டல்பி, S என்பது என்ட்ரோபி, மற்றும் T என்பது வெப்பநிலை.
3
கிப்ஸ் கட்டற்ற ஆற்றல் என்பது வெப்ப இயக்கவியலில் ஒரு ஆற்றல் கருத்தாகும், மேலும் அதன் அளவு பெரும்பாலும் ஒரு ஒப்பீட்டு மதிப்பாகும், அதாவது தொடக்க மற்றும் முடிவு மதிப்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு, எனவே முழுமையான மதிப்பை நேரடியாகப் பெறவோ அல்லது குறிப்பிடவோ முடியாததால், அதன் முன் △ குறியீடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. △G குறையும் போது, அதாவது அது எதிர்மறையாக இருக்கும்போது, வேதியியல் எதிர்வினை தன்னிச்சையாக நிகழலாம் அல்லது ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்பார்க்கப்படும் எதிர்வினைக்கு சாதகமாக இருக்கலாம். வெப்ப இயக்கவியலில் எதிர்வினை உள்ளதா அல்லது மீளக்கூடியதா என்பதைத் தீர்மானிக்கவும் இதைப் பயன்படுத்தலாம். குறைப்பின் அளவு அல்லது விகிதத்தை வினையின் இயக்கவியலாகப் புரிந்து கொள்ளலாம். H என்பது அடிப்படையில் என்டல்பி ஆகும், இது ஒரு மூலக்கூறின் உள் ஆற்றலாக தோராயமாகப் புரிந்து கொள்ளப்படலாம். நெருப்பு என்பது இல்லாததால், சீன எழுத்துக்களின் மேற்பரப்பு அர்த்தத்திலிருந்து இதை தோராயமாக யூகிக்க முடியும்.
4
S என்பது அமைப்பின் என்ட்ரோபியைக் குறிக்கிறது, இது பொதுவாக அறியப்படுகிறது மற்றும் நேரடி அர்த்தம் மிகவும் தெளிவாக உள்ளது. இது வெப்பநிலை T உடன் தொடர்புடையது அல்லது வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் அடிப்படை பொருள் நுண்ணிய சிறிய அமைப்பின் கோளாறு அல்லது சுதந்திரத்தின் அளவு. இந்த கட்டத்தில், கவனிக்கும் சிறிய நண்பர் இன்று நாம் விவாதிக்கும் வெப்ப எதிர்ப்புடன் தொடர்புடைய வெப்பநிலை T இறுதியாக தோன்றியதை கவனித்திருக்கலாம். என்ட்ரோபி கருத்தைப் பற்றி நான் கொஞ்சம் பேசுகிறேன். படிகத்தன்மைக்கு எதிரானது என்ட்ரோபியை முட்டாள்தனமாக புரிந்து கொள்ளலாம். என்ட்ரோபி மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், மூலக்கூறு அமைப்பு மிகவும் ஒழுங்கற்றதாகவும் குழப்பமாகவும் இருக்கும். மூலக்கூறு அமைப்பின் ஒழுங்குமுறை அதிகமாக இருந்தால், மூலக்கூறின் படிகத்தன்மை சிறப்பாக இருக்கும். இப்போது, பாலியூரிதீன் ரப்பர் ரோலில் இருந்து ஒரு சிறிய சதுரத்தை வெட்டி, சிறிய சதுரத்தை ஒரு முழுமையான அமைப்பாகக் கருதுவோம். அதன் நிறை நிலையானது, சதுரம் 100 பாலியூரிதீன் மூலக்கூறுகளால் ஆனது என்று கருதி (உண்மையில், N அதிகம் உள்ளன), அதன் நிறை மற்றும் அளவு அடிப்படையில் மாறாமல் இருப்பதால், நாம் △G ஐ மிகச் சிறிய எண் மதிப்பாகவோ அல்லது பூஜ்ஜியத்திற்கு எண்ணற்ற நெருக்கமாகவோ தோராயமாக மதிப்பிடலாம், பின்னர் கிப்ஸ் இலவச ஆற்றல் சூத்திரத்தை ST=H ஆக மாற்றலாம், இங்கு T என்பது வெப்பநிலை, மற்றும் S என்பது என்ட்ரோபி. அதாவது, பாலியூரிதீன் சிறிய சதுரத்தின் வெப்ப எதிர்ப்பு என்டல்பி H க்கு விகிதாசாரமாகவும் என்ட்ரோபி S க்கு நேர்மாறாகவும் இருக்கும். நிச்சயமாக, இது ஒரு தோராயமான முறையாகும், மேலும் அதற்கு முன் △ ஐச் சேர்ப்பது சிறந்தது (ஒப்பீடு மூலம் பெறப்பட்டது).
5
படிகத்தன்மையை மேம்படுத்துவது என்ட்ரோபி மதிப்பைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், என்டல்பி மதிப்பையும் அதிகரிக்க முடியும் என்பதைக் கண்டுபிடிப்பது கடினம் அல்ல, அதாவது, வெப்பநிலை T இன் அதிகரிப்புக்கு வெளிப்படையான வகுப்பினைக் குறைக்கும் போது மூலக்கூறை அதிகரிப்பது (T = H/S), மேலும் இது T என்பது கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலையா அல்லது உருகும் வெப்பநிலையா என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல், மிகவும் பயனுள்ள மற்றும் பொதுவான முறைகளில் ஒன்றாகும். மாற்றப்பட வேண்டியது என்னவென்றால், மோனோமர் மூலக்கூறு கட்டமைப்பின் ஒழுங்குமுறை மற்றும் படிகத்தன்மை மற்றும் திரட்டலுக்குப் பிறகு உயர் மூலக்கூறு திடப்படுத்தலின் ஒட்டுமொத்த ஒழுங்குமுறை மற்றும் படிகத்தன்மை ஆகியவை அடிப்படையில் நேரியல் ஆகும், இது தோராயமாக சமமாகவோ அல்லது நேரியல் வழியில் புரிந்து கொள்ளப்படலாம். என்டல்பி H முக்கியமாக மூலக்கூறின் உள் ஆற்றலால் பங்களிக்கப்படுகிறது, மேலும் மூலக்கூறின் உள் ஆற்றல் வெவ்வேறு மூலக்கூறு ஆற்றல் ஆற்றலின் வெவ்வேறு மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளின் விளைவாகும், மேலும் மூலக்கூறு ஆற்றல் ஆற்றல் என்பது வேதியியல் ஆற்றல், மூலக்கூறு அமைப்பு வழக்கமானது மற்றும் வரிசைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, அதாவது மூலக்கூறு ஆற்றல் அதிகமாக உள்ளது, மேலும் நீர் பனியில் ஒடுங்குவது போன்ற படிகமயமாக்கல் நிகழ்வுகளை உருவாக்குவது எளிது. தவிர, 100 பாலியூரிதீன் மூலக்கூறுகள் இருப்பதாக நாங்கள் கருதினோம், இந்த 100 மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்திகள் இந்த சிறிய உருளையின் வெப்ப எதிர்ப்பையும் பாதிக்கும், எடுத்துக்காட்டாக இயற்பியல் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள், அவை வேதியியல் பிணைப்புகளைப் போல வலுவாக இல்லாவிட்டாலும், எண் N பெரியது, ஒப்பீட்டளவில் அதிக மூலக்கூறு ஹைட்ரஜன் பிணைப்பின் வெளிப்படையான நடத்தை கோளாறின் அளவைக் குறைக்கலாம் அல்லது ஒவ்வொரு பாலியூரிதீன் மூலக்கூறின் இயக்க வரம்பைக் கட்டுப்படுத்தலாம், எனவே ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு வெப்ப எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்கு நன்மை பயக்கும்.
இடுகை நேரம்: அக்டோபர்-09-2024