1
പോളിയുറീൻ വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുമോ? പൊതുവേ, പോളിയുറീൻ ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കില്ല, ഒരു സാധാരണ PPDI സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ചാലും, അതിന്റെ പരമാവധി താപനില പരിധി ഏകദേശം 150° ആയിരിക്കും. സാധാരണ പോളിസ്റ്റർ അല്ലെങ്കിൽ പോളിയെതർ തരങ്ങൾക്ക് 120°ക്ക് മുകളിലുള്ള താപനിലയെ നേരിടാൻ കഴിഞ്ഞേക്കില്ല. എന്നിരുന്നാലും, പോളിയുറീൻ ഒരു ഉയർന്ന ധ്രുവ പോളിമറാണ്, കൂടാതെ പൊതു പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് ചൂടിനെ കൂടുതൽ പ്രതിരോധിക്കും. അതിനാൽ, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധത്തിനായി താപനില പരിധി നിർവചിക്കുകയോ വ്യത്യസ്ത ഉപയോഗങ്ങളെ വ്യത്യസ്തമാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നത് വളരെ നിർണായകമാണ്.
2
അപ്പോൾ പോളിയുറീൻ വസ്തുക്കളുടെ താപ സ്ഥിരത എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്താം? നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ച ഉയർന്ന റെഗുലർ PPDI ഐസോസയനേറ്റ് പോലുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് അടിസ്ഥാന ഉത്തരം. പോളിമറിന്റെ ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് അതിന്റെ താപ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? ഉത്തരം അടിസ്ഥാനപരമായി എല്ലാവർക്കും അറിയാം, അതായത്, ഘടന ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഇന്ന്, തന്മാത്രാ ഘടനയുടെ ക്രമം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് താപ സ്ഥിരതയിൽ പുരോഗതി കൊണ്ടുവരുന്നത് എന്തുകൊണ്ടെന്ന് വിശദീകരിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു, അടിസ്ഥാന ആശയം ഗിബ്സ് ഫ്രീ എനർജിയുടെ നിർവചനത്തിൽ നിന്നോ ഫോർമുലയിൽ നിന്നോ ആണ്, അതായത് △G=H-ST. G യുടെ ഇടതുവശം ഫ്രീ എനർജിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, സമവാക്യത്തിന്റെ വലതുവശം H എൻതാൽപ്പിയും, S എൻട്രോപ്പിയും, T താപനിലയുമാണ്.
3
ഗിബ്സ് സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജം എന്നത് തെർമോഡൈനാമിക്സിലെ ഒരു ഊർജ്ജ സങ്കൽപ്പമാണ്, അതിന്റെ വലിപ്പം പലപ്പോഴും ഒരു ആപേക്ഷിക മൂല്യമാണ്, അതായത് ആരംഭ, അവസാന മൂല്യങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം, അതിനാൽ കേവല മൂല്യം നേരിട്ട് നേടാനോ പ്രതിനിധീകരിക്കാനോ കഴിയാത്തതിനാൽ △ ചിഹ്നം അതിന് മുന്നിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. △G കുറയുമ്പോൾ, അതായത് അത് നെഗറ്റീവ് ആയിരിക്കുമ്പോൾ, രാസപ്രവർത്തനം സ്വയമേവ സംഭവിക്കാം അല്ലെങ്കിൽ ഒരു നിശ്ചിത പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് അനുകൂലമാകാം എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം. തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം നിലവിലുണ്ടോ അതോ തിരിച്ചെടുക്കാവുന്നതാണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാനും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. റിഡക്ഷന്റെ ഡിഗ്രി അല്ലെങ്കിൽ നിരക്ക് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ ഗതികശാസ്ത്രമായി മനസ്സിലാക്കാം. H അടിസ്ഥാനപരമായി എൻതാൽപ്പിയാണ്, ഇത് ഒരു തന്മാത്രയുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജമായി ഏകദേശം മനസ്സിലാക്കാം. തീ അല്ലാത്തതിനാൽ ചൈനീസ് പ്രതീകങ്ങളുടെ ഉപരിതല അർത്ഥത്തിൽ നിന്ന് ഇത് ഏകദേശം ഊഹിക്കാം.

4
S എന്നത് സിസ്റ്റത്തിന്റെ എൻട്രോപ്പിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇത് പൊതുവെ അറിയപ്പെടുന്നതും അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ വളരെ വ്യക്തവുമാണ്. ഇത് താപനില T യുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു അല്ലെങ്കിൽ പ്രകടിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അതിന്റെ അടിസ്ഥാന അർത്ഥം സൂക്ഷ്മമായ ചെറിയ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ക്രമക്കേടിന്റെയോ സ്വാതന്ത്ര്യത്തിന്റെയോ അളവാണ്. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ഇന്ന് നമ്മൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്ന താപ പ്രതിരോധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട താപനില T ഒടുവിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടതായി നിരീക്ഷകനായ ചെറിയ സുഹൃത്ത് ശ്രദ്ധിച്ചിരിക്കാം. എൻട്രോപ്പി ആശയത്തെക്കുറിച്ച് ഞാൻ അൽപ്പം സംസാരിക്കട്ടെ. ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റിയുടെ വിപരീതമായി എൻട്രോപ്പിയെ മണ്ടത്തരമായി മനസ്സിലാക്കാം. എൻട്രോപ്പി മൂല്യം കൂടുന്തോറും തന്മാത്രാ ഘടന കൂടുതൽ ക്രമരഹിതവും കുഴപ്പത്തിലുമായിരിക്കും. തന്മാത്രാ ഘടനയുടെ ക്രമം കൂടുന്തോറും തന്മാത്രയുടെ ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി മികച്ചതായിരിക്കും. ഇനി, പോളിയുറീൻ റബ്ബർ റോളിൽ നിന്ന് ഒരു ചെറിയ ചതുരം മുറിച്ച് ചെറിയ ചതുരത്തെ ഒരു പൂർണ്ണ സംവിധാനമായി കണക്കാക്കാം. അതിന്റെ പിണ്ഡം സ്ഥിരമാണ്, ചതുരം 100 പോളിയുറീൻ തന്മാത്രകളാൽ നിർമ്മിതമാണെന്ന് അനുമാനിക്കാം (യഥാർത്ഥത്തിൽ, അവയിൽ ധാരാളം N ഉണ്ട്), അതിന്റെ പിണ്ഡവും വ്യാപ്തവും അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റമില്ലാത്തതിനാൽ, നമുക്ക് △G യെ വളരെ ചെറിയ സംഖ്യാ മൂല്യമായി അല്ലെങ്കിൽ പൂജ്യത്തോട് അനന്തമായി അടുത്ത് കണക്കാക്കാം, തുടർന്ന് ഗിബ്സ് സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജ സൂത്രവാക്യം ST=H ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇവിടെ T താപനിലയാണ്, S എൻട്രോപ്പിയാണ്. അതായത്, പോളിയുറീൻ ചെറിയ ചതുരത്തിന്റെ താപ പ്രതിരോധം എൻതാൽപ്പി H ന് ആനുപാതികവും എൻട്രോപ്പി S ന് വിപരീത അനുപാതവുമാണ്. തീർച്ചയായും, ഇത് ഒരു ഏകദേശ രീതിയാണ്, അതിനുമുമ്പ് △ ചേർക്കുന്നതാണ് നല്ലത് (താരതമ്യത്തിലൂടെ ലഭിക്കുന്നത്).
5
ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് എൻട്രോപ്പി മൂല്യം കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, എൻതാൽപ്പി മൂല്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്ന് കണ്ടെത്തുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമല്ല, അതായത്, ഡിനോമിനേറ്റർ (T = H/S) കുറയ്ക്കുമ്പോൾ തന്മാത്ര വർദ്ധിപ്പിക്കുക, ഇത് താപനില T യുടെ വർദ്ധനവിന് വ്യക്തമാണ്, കൂടാതെ T ഗ്ലാസ് സംക്രമണ താപനിലയാണോ ഉരുകൽ താപനിലയാണോ എന്നത് പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ ഏറ്റവും ഫലപ്രദവും സാധാരണവുമായ രീതികളിൽ ഒന്നാണിത്. പരിവർത്തനം ചെയ്യേണ്ടത്, മോണോമർ തന്മാത്രാ ഘടനയുടെ ക്രമവും ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റിയും, അഗ്രഗേഷനുശേഷം ഉയർന്ന തന്മാത്രാ ഖരീകരണത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ക്രമവും ക്രിസ്റ്റലിനിറ്റിയും അടിസ്ഥാനപരമായി രേഖീയമാണ്, ഇത് ഏകദേശം തുല്യമോ രേഖീയമായ രീതിയിൽ മനസ്സിലാക്കാവുന്നതോ ആകാം. തന്മാത്രയുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജമാണ് പ്രധാനമായും എൻതാൽപ്പി H സംഭാവന ചെയ്യുന്നത്, തന്മാത്രയുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം വ്യത്യസ്ത തന്മാത്രാ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയുടെ വ്യത്യസ്ത തന്മാത്രാ ഘടനകളുടെ ഫലമാണ്, തന്മാത്രാ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജി രാസ പൊട്ടൻഷ്യലാണ്, തന്മാത്രാ ഘടന ക്രമവും ക്രമവുമാണ്, അതായത് തന്മാത്രാ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജി കൂടുതലാണ്, വെള്ളം ഐസിലേക്ക് ഘനീഭവിക്കുന്നത് പോലെ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രതിഭാസങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്. കൂടാതെ, 100 പോളിയുറീൻ തന്മാത്രകൾ ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിച്ചു, ഈ 100 തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന ശക്തികൾ ഈ ചെറിയ റോളറിന്റെ താപ പ്രതിരോധത്തെയും ബാധിക്കും, ഉദാഹരണത്തിന് ഭൗതിക ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ, അവ രാസ ബോണ്ടുകളെപ്പോലെ ശക്തമല്ലെങ്കിലും, N സംഖ്യ വലുതാണ്, താരതമ്യേന കൂടുതൽ തന്മാത്രാ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിന്റെ വ്യക്തമായ സ്വഭാവം ക്രമക്കേടിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയോ ഓരോ പോളിയുറീൻ തന്മാത്രയുടെയും ചലന പരിധി നിയന്ത്രിക്കുകയോ ചെയ്യും, അതിനാൽ താപ പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ട് ഗുണം ചെയ്യും.