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ポリウレタン材料は高温耐性がありますか？一般的に、ポリウレタンは耐高温性が低く、通常のPPDIシステムを使用した場合でも、最高使用温度は150℃程度にとどまります。一般的なポリエステルやポリエーテル系は、120℃以上の温度に耐えられない場合があります。しかし、ポリウレタンは極性ポリマーであるため、一般的なプラスチックと比較して耐熱性に優れています。そのため、耐高温性の温度範囲を明確に定義したり、用途を区別したりすることは非常に重要です。
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では、ポリウレタン材料の熱安定性はどのように向上させることができるのでしょうか？基本的な答えは、前述の規則性の高いPPDIイソシアネートのような材料の結晶性を高めることです。では、なぜポリマーの結晶性を高めると熱安定性が向上するのでしょうか？その答えは基本的に誰もが知っている通り、構造が特性を決定するからです。今日は、分子構造の規則性向上がなぜ熱安定性の向上をもたらすのかを説明したいと思います。基本的な考え方は、ギブスの自由エネルギーの定義、すなわち式、△G=H-STに由来します。Gの左辺は自由エネルギーを表し、右辺はH、Sはエントロピー、Tは温度です。
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ギブスの自由エネルギーは熱力学におけるエネルギー概念であり、その大きさは相対値、つまり開始値と終了値の差で表されることが多いため、絶対値を直接取得または表すことができないため、△記号がその前に使用されます。△Gが減少する、つまり負になる場合、化学反応が自発的に発生するか、特定の予想される反応に有利であることを意味します。これは、熱力学において反応が存在するか可逆的であるかを判断するためにも使用できます。減少の程度または速度は、反応自体の速度論として理解できます。Hは基本的にエンタルピーであり、分子の内部エネルギーとしておおよそ理解できます。漢字の表意から、火は火ではないことから大まかに推測できます。

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Sはシステムのエントロピーを表します。これは一般的に知られており、文字通りの意味は非常に明確です。これは温度Tに関連しており、温度Tで表現されており、その基本的な意味はミクロな小さなシステムの無秩序性または自由度です。この時点で、注意深い小さな友人は、今日議論している熱抵抗に関連する温度Tがようやく登場したことに気付いたかもしれません。エントロピーの概念について少しお話ししましょう。エントロピーは、結晶度の反対として愚かに理解されることがあります。エントロピー値が高いほど、分子構造は無秩序で混沌としています。分子構造の規則性が高いほど、分子の結晶度は高くなります。さて、ポリウレタンゴムロールから小さな正方形を切り取り、その小さな正方形を完全なシステムと見なしましょう。質量は固定で、正方形が100個のポリウレタン分子（実際にはN個）で構成されていると仮定すると、質量と体積は基本的に不変であるため、△Gを非常に小さな数値、または限りなくゼロに近い値として近似することができます。すると、ギブスの自由エネルギーの式はST=Hに変換されます。ここで、Tは温度、Sはエントロピーです。つまり、ポリウレタンの小さな正方形の熱抵抗はエンタルピーHに比例し、エントロピーSに反比例します。もちろん、これは近似値であり、その前に△を付けるのが最適です（比較によって得られます）。
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結晶性の向上はエントロピー値を下げるだけでなく、エンタルピー値も上げること、つまり分子数を増やしながら分母（T = H/S）を減らすことができることは容易に理解できます。これは温度Tの上昇で明らかであり、Tがガラス転移温度であろうと融点であろうと、最も効果的で一般的な方法の1つです。 遷移する必要があるのは、モノマー分子構造の規則性と結晶性と、凝集後の高分子凝固の全体的な規則性と結晶性が基本的に線形であり、ほぼ等価であるか、線形に理解できることです。 エンタルピーHは主に分子の内部エネルギーによって寄与され、分子の内部エネルギーは異なる分子構造の異なる分子ポテンシャルエネルギーの結果であり、分子ポテンシャルエネルギーは化学ポテンシャルであり、分子構造は規則的で秩序があり、分子ポテンシャルエネルギーが高く、水が氷に凝縮するなどの結晶化現象が発生しやすいことを意味します。また、100個のポリウレタン分子を想定した場合、これら100個の分子間の相互作用力もこの小型ローラーの熱抵抗に影響を及ぼします。たとえば、物理的な水素結合は化学結合ほど強力ではありませんが、Nの数が大きいため、比較的分子数が多い水素結合の明らかな挙動により、各ポリウレタン分子の無秩序度が低下したり、移動範囲が制限されたりするため、水素結合は熱抵抗の向上に有益です。