1
A poliuretán anyagok ellenállnak a magas hőmérsékletnek? Általánosságban elmondható, hogy a poliuretán nem ellenáll a magas hőmérsékletnek, normál PPDI rendszer esetén is csak 150° körül lehet a maximális hőmérsékleti határa. A hagyományos poliészter vagy poliéter típusok nem biztos, hogy képesek ellenállni a 120°-nál magasabb hőmérsékletnek. A poliuretán azonban erősen poláris polimer, és az általános műanyagokhoz képest jobban ellenáll a hőnek. Ezért nagyon fontos a hőmérsékleti tartomány meghatározása a magas hőmérséklettel szembeni ellenálláshoz vagy a különböző felhasználások megkülönböztetéséhez.
2
Hogyan javítható tehát a poliuretán anyagok hőstabilitása? Az alapvető válasz az anyag kristályosságának növelése, például a korábban említett, rendkívül szabályos PPDI-izocianát. Miért javítja a polimer termikus stabilitását a kristályosságának növelése? A választ alapvetően mindenki ismeri, vagyis a szerkezet határozza meg a tulajdonságokat. Ma azt szeretnénk megmagyarázni, hogy a molekulaszerkezet szabályszerűségének javítása miért jár együtt a termikus stabilitás javulásával, az alapötlet a Gibbs-szabadenergia definíciójából vagy képletéből származik, azaz △G=H-ST. G bal oldala a szabad energiát jelenti, a H egyenlet jobb oldala pedig az entalpiát, S az entrópiát és T a hőmérsékletet.
3
A Gibbs-szabadenergia egy energiafogalom a termodinamikában, mérete pedig gyakran relatív érték, azaz a kezdő- és záróérték különbsége, ezért előtte a △ jelet használjuk, mivel az abszolút érték közvetlenül nem kapható meg, illetve nem ábrázolható. Ha △G csökken, azaz ha negatív, az azt jelenti, hogy a kémiai reakció spontán bekövetkezhet, vagy egy bizonyos várható reakcióhoz kedvező lehet. Ez felhasználható annak meghatározására is, hogy a reakció létezik-e vagy reverzibilis-e a termodinamikában. A redukció mértéke vagy sebessége felfogható magának a reakciónak a kinetikájaként. A H alapvetően entalpia, amely megközelítőleg egy molekula belső energiájaként fogható fel. A kínai karakterek felszíni jelentéséből nagyjából sejthető, mivel a tűz nem

4
S a rendszer entrópiáját jelöli, amely általánosan ismert, és a szó szerinti jelentése meglehetősen világos. A T hőmérséklethez kapcsolódik vagy abban fejeződik ki, és alapvető jelentése a mikroszkopikus kis rendszer rendezetlenségének vagy szabadságának mértéke. Ezen a ponton a figyelmes kis barát észrevehette, hogy végre megjelent a ma tárgyalt hőellenálláshoz kapcsolódó T hőmérséklet. Hadd csavarogjak egy kicsit az entrópia fogalmán. Az entrópia ostobán felfogható a kristályosság ellentéteként. Minél nagyobb az entrópiaérték, annál rendezetlenebb és kaotikusabb a molekulaszerkezet. Minél nagyobb a molekulaszerkezet szabályszerűsége, annál jobb a molekula kristályossága. Most vágjunk le egy kis négyzetet a poliuretán gumihengerről, és tekintsük a kis négyzetet teljes rendszernek. Tömege fix, feltételezve, hogy a négyzet 100 poliuretán molekulából áll (a valóságban N sok van), mivel tömege és térfogata lényegében változatlan, a △G-t nagyon kis számértékként vagy végtelenül nullához közelíthetjük, akkor a Gibbs-szabadenergia-képlet átalakítható ST=H-ra, ahol S a hőmérséklet ST=eny, ahol S. Ez azt jelenti, hogy a poliuretán kis négyzet hőellenállása arányos a H entalpiával és fordítottan arányos az S entrópiával. Természetesen ez egy közelítő módszer, és a legjobb, ha elé △-t adunk (összehasonlítás útján).
5
Nem nehéz megállapítani, hogy a kristályosság javítása nemcsak az entrópia értékét csökkenti, hanem az entalpia értékét is növeli, vagyis a molekula mennyiségét növeli, miközben csökkenti a nevezőt (T = H/S), ami nyilvánvaló a T hőmérséklet növekedésénél, és ez az egyik leghatékonyabb és legelterjedtebb módszer, függetlenül attól, hogy T az üvegesedési hőmérséklet vagy az olvadáspont. Amire át kell térni, az az, hogy a monomer molekulaszerkezetének szabályossága és kristályossága, valamint az aggregáció utáni nagymolekuláris megszilárdulás általános szabályossága és kristályossága alapvetően lineáris, ami megközelítőleg egyenértékű vagy lineárisan érthető. A H entalpiához elsősorban a molekula belső energiája járul hozzá, a molekula belső energiája pedig különböző molekulapotenciálenergiájú molekulaszerkezetek eredménye, a molekulapotenciálenergia pedig a kémiai potenciál, a molekulaszerkezet szabályos és rendezett, ami azt jelenti, hogy a molekulapotenciál energia nagyobb, és könnyebben lehet kristályosodási jelenségeket előidézni, mint például a víz jéggé. Emellett 100 poliuretán molekulát feltételeztünk, a 100 molekula közötti kölcsönhatási erők ennek a kis hengernek a hőállóságát is befolyásolják, például a fizikai hidrogénkötések, bár nem olyan erősek, mint a kémiai kötések, de az N szám nagy, a relatíve nagyobb molekuláris hidrogénkötések nyilvánvaló viselkedése csökkentheti a rendezetlenség mértékét, vagy csökkentheti az egyes molekulák mozgási tartományát, A hidrogénkötés jótékony hatással van a hőállóság javítására.