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먼저, 명확하게 해봅시다. 향과 알리파스 화합물이란 무엇인가요?
우리는 화학 반응의 본질이 전자의 행동에 있다는 것을 알고 있습니다. 원자들은 외부 껍질에 전자를 가지고 있습니다.그리고 공동 결합의 형성은 기본적으로 전자를 공유하는 원자를 포함합니다.우리가 일상적으로 접하는 분자들, 예를 들어 사이클로헥산, 메탄, 폴리에틸렌과 같은 알리파스 화합물, 그들의 전자는 대부분 특정 원자나 특정 결합에 국한되어 있습니다.
그러나 **아로마틱 화합물**의 상황은 완전히 다릅니다. 그들의 전자는 지역화되지 않지만 **부동화됩니다**:그들은 더 이상 하나의 결합에 국한되지 않고 더 큰 영역에 분산됩니다.. 아로마티티의 정의를 살펴보자: 아로마틱 화합물은 적어도 한 개의 도록화된 π 전자로 구성된 순환 결합 시스템을 포함하고 있으며, 휴켈의 법칙을 준수하는 것입니다.
이 점 을 더 단순 한 비유 로 이해 하기 위해, 향수 화합물 은 "전자 공유 낙원"과 같다. 이 낙원 을 이루기 위해서는 여러 가지 조건 이 동시에 충족 되어야 한다.
- 둘레가 있어야 합니다. 그래서 전자는 "순환"을 할 수 있습니다.
- 반지는 평면적이어야 합니다. 반지가 회전하면, 전자의 경주 경로는 매끄럽지 않습니다.
- 반지의 모든 원자는 전자 공유에 참여해야 합니다. 연속적인 전자 구름을 형성하기 위해 손을 잡고
대표적인 대표는 벤젠이다. 전자들이 전체 반지에 균등하게 분포하여 결합된 전자 구름을 형성하는 6개 고리이다.
반대로, 알리파틱 화합물의 전자들은 지역적으로 유지됩니다. 그것은 "모든 사람이 자신의 차를 운전하는 것"과 더 비슷합니다.
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본질 에 접근 함: 벤젠 반지 와 일반 반지
벤젠 반지는 반지일 뿐이 아니죠? 그 반지와 사이클로헥산의 근본적인 차이점은 무엇일까요? 핵심은 전자 행동입니다.
**벤젠 반지:** 6개의 π전자가 분리된 상태에서 안정적인 "π전자 구름"을 형성합니다. 먼저 벤젠 반지의 전자 상태를 설명해 보겠습니다.6π 전자는 특정 C=C 이중 결합에 국한되지 않고 전체 6개 고리 전체에 분산됩니다.이것은 전자 구름이 향기 반지 위와 아래로 균등하게 분포되어 반지 모양의 "π 전자 구름"을 형성한다는 것을 의미합니다.전자는 지역 결합 범위에서 더 큰 시스템 (전용 링) 으로 확장됩니다.그들은 영역을 떠나지 않고 오히려 영역을 확장합니다.
어떤 사람들은 이렇게 질문할 수 있습니다. 만약 전자가 분산되어 공유된다면 어떨까요? 그 성능과 무슨 상관이 있을까요? 우리의 생각에는 벤젠 고리는 거의 딱딱함과 동의어입니다. 사실,이 "강도"는 바로 전자의 이동에 의해 부여됩니다.이것은 주로 두 가지 측면을 포함합니다: 에너지 분배 + 구조적 제약.
**(1) 에너지 평균 **
만약 전자가 이중결합에 위치한다면, 이중결합과 단결결합의 길이가 달라질 것입니다.전자는 균등하게 분포되어 있다 → 모든 6개의 C·C 결합은 동일한 길이를 가지고 있다, 시스템 에너지는 낮고, 전체 고리는 자연스럽게 "대칭성 + 평면성"으로 향합니다.
**(2) π 전자 구름의 제한 효과**
벤젠 고리에서는 6 π 전자가 공동으로 공유되어 매우 대칭적이고 평평한 고리 모양의 전자 구름이 형성됩니다. 그것은 고리를 전체로 덮는 "고리 모양의 방패"처럼 작용합니다.이 도컬레이션을 파괴하려는 시도예를 들어, 3개의 고립된 C=C 이중 결합으로 강제하면) 시스템 에너지를 크게 증가시킬 수 있다. 따라서 벤젠 고리는 "전자 구름에 의해 잠겨있다"고 알칸처럼 자유롭게 회전할 수 없다.
**(3) 그 결과 나타나는 것 **
벤젠 고리 구조는 동일한 결합 길이로 평면으로 고정되어 있으며, 쉽게 펴거나 압축 될 수 없습니다. 폴리머에 벤젠 고리를 도입하면 체인 세그먼트 이동성이 "클로크"됩니다.물질의 경직성 증가와 유리 전환 온도 (Tg) 의 그에 따른 상승으로 나타납니다..
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폴리우레탄의 향기성 대 알리파스성
폴리우레탄의 척추는 폴리올과 ** 디소시아나트 ** (예를 들어 HDI, MDI, IPDI, TDI 등) 의 폴리컨덴서션으로 형성됩니다.디소시아나트 종류는 폴리우레탄 골격이 주로 **아로마틱** 또는 **알리파틱**인지 결정합니다., 물질의 특성과 응용 시나리오에 크게 영향을 미칩니다.
**아로마틱 폴리우레탄 (유형: MDI, TDI) **
- ** 강한 기계적 특성:** 일반적으로 높은 모듈과 높은 팽창 강도를 나타내며, 부하 또는 구조용 용도로 적합합니다.
- **저비용:** 높은 산업화 수준, 상대적으로 낮은 원자재 및 처리 비용으로 광범위한 응용으로 이어집니다.
- **주점 단점 黄化 경향이 있다:** 향기 반지는 염색체로 작용할 수 있다.가시광선의 짧은 파장의 끝 (나팔빛) 을 흡수하는 더 큰 결합 시스템 (크로모포스) 을 형성한다, 시각적으로 노란색으로 나타납니다.
- **유형적 응용분야:** 강한 자외선 노출이 드물고 강도가 요구되는 신발 발판, 자동차 인테리어, 구조 부품 등.
**알리파틱 폴리우레탄 (유형: HDI, IPDI) **
- **좋은 노란색 저항성:** 강한 기상 저항성; 투명한 제품은 장기간 야외 사용에도 노란색을 견딜 수 있습니다.
- ** 우수한 유연성 및 기상성: ** 코팅, 광학 필름, 야외 밀폐 등 장기 노출과 높은 투명성을 요구하는 응용 프로그램에서 더 잘 수행합니다.
- **회수:** 원자재 비용이 높고, 가공 요구 사항이 더 엄격하며, 일반적으로 향수 시스템에 비해 기계적 강도가 약간 낮습니다.
- ** 전형적인 응용 프로그램:** 광학 필름, 외관 코팅, 투명한 TPU 등, 색상 내구성, 기상성 및 외모가 중요합니다.
**물질 선택 및 설계 고려사항**
** 사용 환경에 따라 재료를 선택하십시오**
- **실내, 구조 부품:** 향기성 폴리우레탄은 높은 비용 효율성을 제공하며 우선 순위를 부여 할 수 있습니다.
- ** 야외, 투명 및 광적 응용: ** 후속 유지 보수 및 교체 비용을 줄이기 위해 알리파틱 폴리우레탄을 우선시하십시오.
**개정 및 노화 방지 전략**
- ** 향기성 폴리우레탄: ** 광산화 억제 및 노란색화를 늦추기 위해 UV 흡수 물질, 방해 아민 광 안정기 (HALS) 등을 첨가하십시오.
- ** 알리파틱 폴리우레탄: ** 더 많은 수분해소 저항성 또는 더 나은 내구성이 필요한 경우, 플루오리나, 수분해소 저항성 물질의 추가와 같은 전략,또는 수분 침투를 줄이기 위해 결정성을 높이는 것이 사용될 수 있습니다..
분자 구조 최적화
- 일반적인 전략은 ** 코폴리메리제이션/믹싱**입니다. 예를 들어, 강도, 기상성 및 비용을 균형 잡기 위해 특정 비율로 향기성 및 알리파트 모노머를 결합합니다.MDI와 HDI의 조합은 기계적 성능과 날씨에 대한 더 나은 내성 / 외모를 모두 얻을 수 있습니다..
- 또한, ** 세그먼트 디자인 ** (삭 / 단단 한 세그먼트 비율, 분자량, 교차 연계 정도) 및 ** 채식물 / 유연제 **를 추가함으로써 최종 특성을 정밀 조정 할 수 있습니다.
** 한 문장으로 요약 **
- **아로마틱** = 강하고 딱딱하고 저렴하지만 **태양빛을 두려워하고**
- ** 알리파틱** = 안정성, 기상 저항성, 투명성, 하지만 ** 더 비싸다** 그리고 약간 강도가 약하다.
마지막 말씀
여러분은 패턴을 알아차렸나요? 물질의 많은 특성이 가장 기본적인 분자 구조로 거슬러 올라갈 수 있습니다.수소 결합의 수...
따라서 다음 번에 물체가 노란색으로 변하거나 깨지기 쉬워지거나, 잘 작동한 후 갑자기 고장나는 것을 볼 때,그 구조에 묻혀있는 "원인"이 있습니까??