1
ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ವಸ್ತುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆಯೇ? ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ನಿಯಮಿತ PPDI ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಹ, ಅದರ ಗರಿಷ್ಠ ತಾಪಮಾನ ಮಿತಿ ಕೇವಲ 150° ಆಗಿರಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಪಾಲಿಯೆಸ್ಟರ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಥರ್ ಪ್ರಕಾರಗಳು 120° ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಿರಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಹೆಚ್ಚು ಧ್ರುವೀಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಇದು ಶಾಖಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕಾಗಿ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸುವುದು ಅಥವಾ ವಿಭಿನ್ನ ಬಳಕೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುವುದು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯ.
2
ಹಾಗಾದರೆ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ವಸ್ತುಗಳ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು? ಮೂಲ ಉತ್ತರವೆಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಹಿಂದೆ ಹೇಳಿದ ಹೆಚ್ಚು ನಿಯಮಿತವಾದ PPDI ಐಸೊಸೈನೇಟ್. ಪಾಲಿಮರ್‌ನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರಿಂದ ಅದರ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ ಏಕೆ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ? ಉತ್ತರವು ಮೂಲತಃ ಎಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದಿದೆ, ಅಂದರೆ, ರಚನೆಯು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂದು, ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯ ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಯು ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಏಕೆ ತರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ನಾವು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲು ಬಯಸುತ್ತೇವೆ, ಮೂಲ ಕಲ್ಪನೆಯು ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ ಅಥವಾ ಸೂತ್ರದಿಂದ ಬಂದಿದೆ, ಅಂದರೆ △G=H-ST. G ನ ಎಡಭಾಗವು ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು H ಸಮೀಕರಣದ ಬಲಭಾಗವು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, S ಎಂಟ್ರೋಪಿ ಮತ್ತು T ತಾಪಮಾನ.
3
ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯು ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಶಕ್ತಿ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಗಾತ್ರವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಾಪೇಕ್ಷ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತ್ಯದ ಮೌಲ್ಯಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪಡೆಯಲು ಅಥವಾ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ △ ಚಿಹ್ನೆಯನ್ನು ಅದರ ಮುಂದೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. △G ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಅಂದರೆ ಅದು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿದ್ದಾಗ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆಯೇ ಅಥವಾ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಹ ಇದನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಕಡಿತದ ಮಟ್ಟ ಅಥವಾ ದರವನ್ನು ಕ್ರಿಯೆಯ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ ಎಂದು ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. H ಮೂಲತಃ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ, ಇದನ್ನು ಅಣುವಿನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಸರಿಸುಮಾರು ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಬೆಂಕಿಯು

4
S ಎಂಬುದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಿಳಿದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಕ್ಷರಶಃ ಅರ್ಥವು ಸಾಕಷ್ಟು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ಇದು ತಾಪಮಾನ T ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ ಅಥವಾ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಮೂಲ ಅರ್ಥವು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಸಣ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆ ಅಥವಾ ಸ್ವಾತಂತ್ರ್ಯದ ಮಟ್ಟವಾಗಿದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಗಮನಿಸುವ ಪುಟ್ಟ ಸ್ನೇಹಿತ ಇಂದು ನಾವು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತಿರುವ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ತಾಪಮಾನ T ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿರಬಹುದು. ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಾನು ಸ್ವಲ್ಪ ಮಾತನಾಡುತ್ತೇನೆ. ಎಂಟ್ರೊಪಿಯನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಮೂರ್ಖತನದಿಂದ ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಮೌಲ್ಯ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತ ಮತ್ತು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯ ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಅಣುವಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈಗ, ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ರಬ್ಬರ್ ರೋಲ್‌ನಿಂದ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಚೌಕವನ್ನು ಕತ್ತರಿಸಿ ಸಣ್ಣ ಚೌಕವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸೋಣ. ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ, ಚೌಕವು 100 ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ (ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಹಲವು N ಇವೆ), ಅದರ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣವು ಮೂಲತಃ ಬದಲಾಗದೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ನಾವು △G ಅನ್ನು ಬಹಳ ಸಣ್ಣ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿ ಅಥವಾ ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಅನಂತವಾಗಿ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು, ನಂತರ ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಸೂತ್ರವನ್ನು ST=H ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು, ಇಲ್ಲಿ T ತಾಪಮಾನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು S ಎಂಟ್ರೋಪಿಯಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಸಣ್ಣ ಚೌಕದ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ H ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೋಪಿ S ಗೆ ವಿಲೋಮ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಸಹಜವಾಗಿ, ಇದು ಅಂದಾಜು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಮೊದಲು △ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಉತ್ತಮ (ಹೋಲಿಕೆ ಮೂಲಕ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ).
5
ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣದ ಸುಧಾರಣೆಯು ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದಲ್ಲದೆ, ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಕಷ್ಟವೇನಲ್ಲ, ಅಂದರೆ, ಛೇದವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವಾಗ ಅಣುವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು (T = H/S), ಇದು ತಾಪಮಾನ T ಯ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು T ಗಾಜಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನವೋ ಅಥವಾ ಕರಗುವ ತಾಪಮಾನವೋ ಎಂಬುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಿಸದೆ ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಪರಿವರ್ತನೆ ಮಾಡಬೇಕಾದದ್ದು ಮಾನೋಮರ್ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯ ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯ ನಂತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಣ್ವಿಕ ಘನೀಕರಣದ ಒಟ್ಟಾರೆ ಕ್ರಮಬದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವು ಮೂಲತಃ ರೇಖೀಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ರೇಖೀಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಎಂಥಾಲ್ಪಿ H ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಣುವಿನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ವಿಭಿನ್ನ ಆಣ್ವಿಕ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯ ವಿಭಿನ್ನ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ, ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯು ನಿಯಮಿತ ಮತ್ತು ಕ್ರಮಬದ್ಧವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ ಆಣ್ವಿಕ ಸಂಭಾವ್ಯ ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯೊಳಗೆ ಘನೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವಂತಹ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಸುಲಭ. ಇದಲ್ಲದೆ, ನಾವು 100 ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಈ 100 ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬಲಗಳು ಈ ಸಣ್ಣ ರೋಲರ್‌ನ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಮೇಲೂ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಭೌತಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು, ಅವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧಗಳಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಸಂಖ್ಯೆ N ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಆಣ್ವಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧದ ಸ್ಪಷ್ಟ ನಡವಳಿಕೆಯು ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಪ್ರತಿ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಅಣುವಿನ ಚಲನೆಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವು ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ.