১
পলিউরেথেন উপকরণ কি উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধী? সাধারণভাবে, পলিউরেথেন উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিরোধী নয়, এমনকি একটি নিয়মিত PPDI সিস্টেমের সাথেও, এর সর্বোচ্চ তাপমাত্রা সীমা মাত্র 150° হতে পারে। সাধারণ পলিয়েস্টার বা পলিথার ধরণের প্লাস্টিক 120° এর বেশি তাপমাত্রা সহ্য করতে সক্ষম নাও হতে পারে। তবে, পলিউরেথেন একটি অত্যন্ত মেরু পলিমার, এবং সাধারণ প্লাস্টিকের তুলনায়, এটি তাপের প্রতি বেশি প্রতিরোধী। অতএব, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধের জন্য তাপমাত্রার পরিসর নির্ধারণ করা বা বিভিন্ন ব্যবহারের পার্থক্য করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
2
তাহলে পলিউরেথেন পদার্থের তাপীয় স্থিতিশীলতা কীভাবে উন্নত করা যেতে পারে? এর মূল উত্তর হল উপাদানের স্ফটিকতা বৃদ্ধি করা, যেমন আগে উল্লেখ করা অত্যন্ত নিয়মিত PPDI আইসোসায়ানেট। পলিমারের স্ফটিকতা বৃদ্ধি কেন এর তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত করে? উত্তরটি মূলত সকলেরই জানা, অর্থাৎ, গঠন বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। আজ, আমরা ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করব কেন আণবিক কাঠামোর নিয়মিততার উন্নতি তাপীয় স্থিতিশীলতার উন্নতি নিয়ে আসে, মূল ধারণাটি গিবস মুক্ত শক্তির সংজ্ঞা বা সূত্র থেকে, অর্থাৎ △G=H-ST। G এর বাম দিকটি মুক্ত শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে, এবং সমীকরণ H এর ডান দিকটি এনথ্যালপি, S হল এনট্রপি এবং T হল তাপমাত্রা।
3
গিবস মুক্ত শক্তি হল তাপগতিবিদ্যায় একটি শক্তি ধারণা, এবং এর আকার প্রায়শই একটি আপেক্ষিক মান, অর্থাৎ শুরু এবং শেষ মানের মধ্যে পার্থক্য, তাই এর সামনে △ প্রতীকটি ব্যবহার করা হয়, কারণ পরম মান সরাসরি পাওয়া বা প্রতিনিধিত্ব করা যায় না। যখন △G হ্রাস পায়, অর্থাৎ যখন এটি ঋণাত্মক হয়, তখন এর অর্থ হল রাসায়নিক বিক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটতে পারে বা একটি নির্দিষ্ট প্রত্যাশিত বিক্রিয়ার জন্য অনুকূল হতে পারে। এটি তাপগতিবিদ্যায় প্রতিক্রিয়া বিদ্যমান কিনা বা বিপরীতমুখী কিনা তা নির্ধারণ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে। হ্রাসের মাত্রা বা হার বিক্রিয়ার গতিবিদ্যা হিসাবে বোঝা যেতে পারে। H মূলত এনথ্যালপি, যা আনুমানিকভাবে একটি অণুর অভ্যন্তরীণ শক্তি হিসাবে বোঝা যেতে পারে। চীনা অক্ষরগুলির পৃষ্ঠের অর্থ থেকে এটি মোটামুটি অনুমান করা যেতে পারে, কারণ আগুন নয়

4
S হল সিস্টেমের এনট্রপি, যা সাধারণত জানা এবং এর আক্ষরিক অর্থ বেশ স্পষ্ট। এটি তাপমাত্রা T এর সাথে সম্পর্কিত বা প্রকাশ করা হয়, এবং এর মূল অর্থ হল অণুবীক্ষণিক ক্ষুদ্র সিস্টেমের ব্যাধি বা স্বাধীনতার মাত্রা। এই মুহুর্তে, পর্যবেক্ষক ছোট্ট বন্ধুটি হয়তো লক্ষ্য করেছেন যে আজ আমরা যে তাপীয় প্রতিরোধের বিষয়ে আলোচনা করছি তার সাথে সম্পর্কিত তাপমাত্রা T অবশেষে উপস্থিত হয়েছে। আমাকে এনট্রপি ধারণা সম্পর্কে একটু আলোচনা করতে দিন। এনট্রপিকে বোকার মতো স্ফটিকতার বিপরীত হিসাবে বোঝা যেতে পারে। এনট্রপির মান যত বেশি হবে, আণবিক কাঠামো তত বেশি বিশৃঙ্খল এবং বিশৃঙ্খল হবে। আণবিক কাঠামোর নিয়মিততা যত বেশি হবে, অণুর স্ফটিকতা তত ভাল হবে। এখন, পলিউরেথেন রাবার রোল থেকে একটি ছোট বর্গক্ষেত্র কেটে নেওয়া যাক এবং ছোট বর্গক্ষেত্রটিকে একটি সম্পূর্ণ সিস্টেম হিসাবে বিবেচনা করা যাক। এর ভর স্থির, ধরে নিচ্ছি যে বর্গক্ষেত্রটি ১০০টি পলিউরেথেন অণু দিয়ে তৈরি (বাস্তবে, অনেক N আছে), যেহেতু এর ভর এবং আয়তন মূলত অপরিবর্তিত, আমরা △G কে খুব ছোট সংখ্যাসূচক মান হিসাবে বা শূন্যের অসীম কাছাকাছি অনুমান করতে পারি, তারপর গিবস মুক্ত শক্তি সূত্রকে ST=H তে রূপান্তরিত করা যেতে পারে, যেখানে T হল তাপমাত্রা, এবং S হল এনট্রপি। অর্থাৎ, পলিউরেথেন ছোট বর্গক্ষেত্রের তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এনথ্যালপি H এর সমানুপাতিক এবং এনট্রপি S এর বিপরীত সমানুপাতিক। অবশ্যই, এটি একটি আনুমানিক পদ্ধতি, এবং এর আগে △ যোগ করা ভাল (তুলনার মাধ্যমে প্রাপ্ত)।
5
এটা খুঁজে পাওয়া কঠিন নয় যে স্ফটিকতার উন্নতি কেবল এনট্রপি মান কমাতে পারে না বরং এনথ্যালপি মানও বৃদ্ধি করতে পারে, অর্থাৎ, হর হ্রাস করার সময় অণু বৃদ্ধি করে (T = H/S), যা তাপমাত্রা T বৃদ্ধির জন্য স্পষ্ট, এবং এটি সবচেয়ে কার্যকর এবং সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি, T কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা বা গলন তাপমাত্রা যাই হোক না কেন। যা পরিবর্তন করা দরকার তা হল মনোমার আণবিক কাঠামোর নিয়মিততা এবং স্ফটিকতা এবং সমষ্টির পরে উচ্চ আণবিক দৃঢ়ীকরণের সামগ্রিক নিয়মিততা এবং স্ফটিকতা মূলত রৈখিক, যা প্রায় সমতুল্য হতে পারে বা একটি রৈখিক উপায়ে বোঝা যেতে পারে। এনথ্যালপি H মূলত অণুর অভ্যন্তরীণ শক্তি দ্বারা অবদান রাখে, এবং অণুর অভ্যন্তরীণ শক্তি বিভিন্ন আণবিক সম্ভাব্য শক্তির বিভিন্ন আণবিক কাঠামোর ফলাফল, এবং আণবিক সম্ভাব্য শক্তি হল রাসায়নিক সম্ভাব্যতা, আণবিক কাঠামো নিয়মিত এবং সুশৃঙ্খল, যার অর্থ আণবিক সম্ভাব্য শক্তি বেশি, এবং স্ফটিকীকরণের ঘটনা তৈরি করা সহজ, যেমন জল বরফে ঘনীভূত হয়। তাছাড়া, আমরা মাত্র ১০০টি পলিউরেথেন অণু ধরে নিয়েছি, এই ১০০টি অণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল এই ছোট রোলারের তাপীয় প্রতিরোধকেও প্রভাবিত করবে, যেমন ভৌত হাইড্রোজেন বন্ধন, যদিও এগুলি রাসায়নিক বন্ধনের মতো শক্তিশালী নয়, তবে N সংখ্যাটি বড়, তুলনামূলকভাবে বেশি আণবিক হাইড্রোজেন বন্ধনের স্পষ্ট আচরণ ব্যাধির মাত্রা কমাতে পারে বা প্রতিটি পলিউরেথেন অণুর চলাচলের পরিসর সীমিত করতে পারে, তাই হাইড্রোজেন বন্ধন তাপীয় প্রতিরোধের উন্নতির জন্য উপকারী।