
Бул изилдөөда изилдөөчүлөр, эпоксид чайырынын күйүмдүүлүгүн азалтыркен механикалык касиеттерини ве сууга туруктуулукыны корумайы амачлайан PSiP адлы фосфор–азот–кремний ичерен реагент бир жалын кечиктиргич синтезлемиштир. Геленексел салымларын маанилүү бир бөлүмү йүксек өлчөмларда кулланылдыгында эпоксид тармагыны алсызлатабилир. PSiP болсо эки учтуу силоксан груплары, серт ароматтык түзүмү ве фосфор ичерен DOPO биримлери сайесинде йалнызжа физикалык катары карыштырылан бир долгу гиби давранмак йерине катып жетилген эпоксид тармагыйла кысмен химиялык бтор куражак сүрөтде тасарланмыштыр.
Агырлыкча йүзде 8 PSiP ичерен PSiP8%/EP үлгүси, чектөөчү кычкылтек индекси мааниини саф эпоксиддеки йүзде 26’дан йүзде 31,5’е йүкселтмиш ве UL-94 тик күйүү тестинде эң жогорку класс олан V-0 дережесине улашмыштыр. Илк ве икинжи алев колдонмоларындан кийин үлгү тартипсыйла 4 ве 2 секунда үчүнде кендилигинден сөнмүш ве эрип тамчылоо гөстермемиштир. Кони калориметреси тажрыйбаинде чоку жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы йүзде 32,8, жалпы жылуулук бөлүп чыгаруу йүзде 31,1 ве орточо жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы йүзде 50,8 азалмыштыр.
PSiP йалнызжа өрт өндүрүмдүүлүкыны дегиштирмемиштир. Йүзде 8 PSiP кулланылдыгында созулууда үзүлүү чыңалуусу 74,7 МПа’дан 85,1 МПа’йа, ийилүү модулу 4.115 МПа’дан 4.640 МПа’йа ве айнекке өтүү температурасы 142,7 °Ж’ден 155,8 °Ж’йе йүкселмиштир. Су контакт бурчу 74,7 дережеден 98,9 дережейе чыкмыш, 15 гүнлүк сууга малып коюу кийинсында суу сиңирүү саф эпоксидйе кыйасла йүзде 27 дагы дүшүк булунмуштур. Оптик өткөрүмдүүлүк болсо саф эпоксидйе йагымн дүзейде сакталган.
Түркия жагынан изилдөө; електрик-електроник капсулалоо материалдари, композит парчалар, улвакцинам вагонлары, түзүм үрүнлери ве нымдуулукле каршылашан мүхендислик компоненттери үчүн абдан ишлевли эпоксид системалеринин гелиштирилмесине йөнелик изилдөө пайдубали сунмактадыр. Бирок колдонулган үлгүлөр лаборатория өлчегиндедир. Түркияда гечерли өрт класстары, үрүн стантартлары, герчек сервис шарттары, узак мөөнөттүү эскиртүү, електриксел айрыкчар ве өнөр жай өндүрүш убакытчлери ошондой эле догруланмадан коммерциялык үрүн ишенимлиги вейа кулланым өмрү сонужу чыкарыламаз.
Эпоксид чайырлерде чөзүлмек истенен пайдубал маселе недир?
Эпоксид чайырлер; химиялык бекемдиклары, термалдык туруктуулуклары, жабышуу айрыкчари ве колай ишленебилмелери неденийле хаважылык, иншаат, електроник ве мененри мүхендислик колдонмоларында йайгын катары кулланылмактадыр. Буга каршы органик түзүмлары неденийле колай тутушабилир, йанма тартипсында ылдам жылуулук салабилир ве коюу түтүн олуштурабилирлер.
Алев гежиктирижи салым екленмеси бу тобокелдики азалтабилир. Бирок йүксек өлчөмда колдонулган геленексел салымлар эпоксид тармагыйла йетерли уйумлулук гөстермедигинде шу маселелар ортайа чыкабилир:
- Чапраз бторлы түзүмнын алсызламасы
- Чекме ве ийилүү бекемдигинын дүшмеси
- Фаз айрышмасы ве микро кемтиклар олушмасы
- Оптик гечиргенлигин азалмасы
- Немли ортамда салымнын гөч етмеси вейа йыканмасы
- Жам гечиш температурасы менен жогорку температура рижитлигинин дүшмеси
Изилдөөнүн бутаи, жалын кечиктиргичлиги артырыркен механикалык бекемдик ве гидрофобдук касиеттен өдүн вермейен реагент ве абдан ишлевли бир молекүл гелиштирмектир.
PSiP насыл тасарланмыштыр?
PSiP молекүлүнде дөрт ишлевсел түзүм бир арайа гетирилмиштир:
- Фосфор ичерен DOPO биримлери: Йогун фазада көмүрлөнүүйы катализлер, газ фазасында йанма радикаллерини баскылар.
- Азот ичерен бторлар: Карбон табакасынын олушумуна салымда булунур ве йаныжы олмайан газ үрүнлеринин ачыга чыкмасыны дестеклер.
- Ики учлу силоксан груплары: Эпоксид күрленмеси тартипсында олушан гидроксил групларыйла кысмен реаксиона гиререк PSiP’йи тармак түзүлүшүна бторлар.
- Серт ароматтык омуртка: Молекүлер рижитлиги артырарак меканик ве термомеханикалык касиеттерин корунмасына йардым едер.
Силоксан групларынын төмөн беттик энергия, молекүлүн хава–материал ара йүзүне йөнелмесини ве суйун бети ыслатмасыны зорлаштырмасыны амачламактадыр. Йанма тартипсында болсо кремний ичерен парчаларын бетке миграция едерек керамикага окшош бир коргоочу катмар олуштурмасы бекленмиштир.
PSiP ханги химиялыкларла ве насыл синтезделген?
Синтезин илк ашамасында терефталальдегид, 3-aminopropiltrietoksisilan ве суусуз этанол колдонулган:
- Терефталалдехит: 0,09 мол, 12,18 г
- KH-550: 0,19 мол, 42,84 г
- Сусуз этанол: 200 мЛ
Карышым азот атмосферасы астында 65 °Ж’де 12 саат кайтарма муздаткыч астында карыштырылмыш ве ПСи аралык продуктү олуштурулмуштур. Ардындан 100 мЛ этанол үчүнде чөзүнмүш 40,08 г DOPO екленмиш, температура 80 °Ж’йе йүкселтилмиш ве реаксион 24 саат сүрдүрүлмүштүр. Согутма, сүзме ве этанол менен деионизацияланган суу колдонуп үч кез йыкама кийинсында бейаз каты PSiP үрүнү алынган.
Эпоксид композит үлгүлөри насыл даярдалган?
Бисфенол А есаслы E44 эпоксид чайырыси, сечмененн өлчөмдаки PSiP вейа DOPO менен 90 °Ж’де 40 мүнөт аралаштырылган. Хоможен ве сайдам карышым елде едилдиктен кийин 4,4′-диаминодифенилметан катып жетилтүүчү агент екленмиш ве аралаштыруу 5 мүнөт дагы сүрдүрүлмүштүр.
Карышымлар мурунден жылуулуктылмыш дат баспас болот калыплара актарылмыш ве ики ашамалы катары катып жетилгентир:
- 100 °Ж’де 2 саат
- 150 °Ж’де 2 саат
Нумунелер бөлмө температурасына жайча согутулдуктан кийин калыптан чыкарылмыштыр.
| Нумуне | Алев гежиктирижи | Фосфор ичериги | Кремний ичериги |
|---|---|---|---|
| Саф EP | Йок | %0 | %0 |
| DOPO3,6%/EP | %3,6 DOPO | %0,51 | %0 |
| PSiP6%/EP | %6 PSiP | %0,38 | %0,35 |
| PSiP8%/EP | %8 PSiP | %0,51 | %0,46 |
| PSiP10%/EP | %10 PSiP | %0,64 | %0,58 |
| PSiPМ8%/EP | KH-550, TPA ве DOPO’нун физикалык карышымы | %0,50 | %0,45 |
PSiPМ8%/EP контролү, ошол эле баштапкы компоненттеринин тек бир PSiP молекүлүне дөнүштүрүлмеден физикалык катары карыштырылмасыйла даярдалган. Бу контрол, химиялык катары бүтүнлештирилмиш PSiP түзүмүнын йалнызжа компоненттерин айры айры екленмесинден ар түрдүү давранып давранмадыгыны инжелемек үчүн колдонулган.
PSiP’нин синтезлендиги насыл ырасталган?
FTIR, протон NMR, фосфор-31 NMR, тереңдетүүлы електрон микроскобу ве энергия дторылымлы X-ышыны спектроскопияси колдонулган.
FTIR анализинде:
- KH-550’йе аит Н–Х титирөөи айкын бичимде азалмыштыр.
- Терефталалдехите аит алдехит Ж–Х ве Ж=О бантлары кайболмуштур.
- ПСи аралык продуктүнде 1.075 жм-1 живарында күчтүү Си–О банды гөрүлмүштүр.
- DOPO’йа аит П–Х банды PSiP үрүнүнде кайболмуштур.
- 1.203 жм-1 живарында П=О ве 1.018 жм-1 живарында П–О титирөөлери ортайа чыкмыштыр.
Протон NMR’де ПСи’йе аит 8,40 ппм имин протону ве DOPO’йа аит П–Х сигнали реаксиондан кийин кайболмуштур. Fosfor-31 NMR сигнали DOPO үчүн 14,5 ппм’ден PSiP үчүн 32,5 ппм’йе каймыштыр. Изилдөөчүлөр бу дегишимлери буталенен кошулуу реакциясынун тамамландыгынын көрсөткүчси катары маанилендирмиштир.
PSiP бөлүкчөлөрүнын 50 µм’ден кичинекей, блок бензери морфологияйе сахип олдугу гөрүлмүштүр. EDS анализинде торырлыкча йүзде 69,95 карбон, йүзде 3,48 азот, йүзде 17,77 кычкылтек, йүзде 4,08 кремний ве йүзде 4,72 фосфор өлчөнгөн.
PSiP’нин кенди термалдык давранышы DOPO’дан насыл ар түрдүүдыр?
PSiP ве DOPO’нун баштапкы бузулуу температуралары бирбирине йагымн олса да бузулуу бичимлери ар түрдүүдыр. DOPO 250-320 °Ж аралыгында ылдам ве йогун бир масса жоготуусу көрсөткөн. PSiP’нин бузулуусы дагы кең температура аралыгына йайылмыш ве максимум масса жоготуусу ылдамдыгы дагы дүшүк калмыштыр.
700 °Ж’де DOPO’нун калан карбон катышы йүзде 5’ин астындайкен PSiP’нин калдык катышы йүзде 39,1’е улашмыштыр. Бу натыйжа, PSiP’нин жогорку температурата конденсацияланган фазада көмүрлөнүүйа дагы күчтүү салым вердигини көрсөтөт.
PSiP эпоксиднин баштапкы бузулуу температурасыны йүкселтмиш мидир?
Хайыр. PSiP екленмеси саф эпоксиднин йүзде 5 масса жоготуусу температураныны йүкселтмемиштир. Саф EP’нин Т5% маании 375,6 °Ж икен PSiP8%/EP үчүн 349,8 °Ж өлчөнгөн. Бензер бичимде максимум бузулуу температурасы 405,4 °Ж’ден 384,7 °Ж’йе дүшмүштүр.
Бу еркен бузулуу, фосфор ичерен компоненттерин эпоксид матрисинин контроллү бичимде дагы еркен көмүрлөнүүсыны башлатмасыйла илишкмененндирилмиштир. PSiP’нин термалдык салымы баштапкы бузулуусыны гежиктирмектен абдан, орта ве жогорку температурата масса жоготуусу ылдамдыгыны азалтмак ве дагы фазала коруйужу калдык олуштурмактыр.
| Нумуне | Т5% (°Ж) | Тмаx (°Ж) | 600 °Ж калдыксы (%) |
|---|---|---|---|
| Саф EP | 375,6 | 405,4 | 18,3 |
| DOPO3,6%/EP | 329,9 | 388,3 | 15,1 |
| PSiP6%/EP | 340,0 | 387,4 | 22,5 |
| PSiP8%/EP | 349,8 | 384,7 | 24,3 |
| PSiP10%/EP | 335,8 | 375,9 | 22,8 |
LOI ве UL-94 натыйжалары не көрсөткөн?
Саф EP’нин чектөөчү кычкылтек индекси йүзде 26’дыр ве үлгү UL-94 классы аламамыштыр. PSiP өлчөмы йүзде 6’дан йүзде 8’е чыкарылдыгында LOI йүзде 30,5’тен йүзде 31,5’е йүкселмиш, UL-94 классы V-1’ден V-0’а мененрлемиштир.
| Нумуне | LOI (%) | UL-94 | Темел гөзлем |
|---|---|---|---|
| Саф EP | 26,0 | Сыныфландырыламады | Йанма сүрмүштүр. |
| DOPO3,6%/EP | 29,5 | V-1 | Айны фосфор ичеригинде V-0’а улашамамыштыр. |
| PSiP6%/EP | 30,5 | V-1 | Илк иймененшме гөрүлмүштүр. |
| PSiP8%/EP | 31,5 | V-0 | Илк ве икинжи тутуштурмадан кийин 4 ве 2 секундаде сөнмүштүр. |
| PSiP10%/EP | 31,5 | V-0 | Ек йүклеме LOI мааниини артырмамыштыр. |
| PSiPМ8%/EP | 30,0 | V-1 | Физиксел карышым, бүтүнлчек PSiP катар етчопои олмамыштыр. |
Йүзде 10 PSiP колдонулушу V-0 дережесини коруса да йүзде 8’е кыйасла LOI казанжы сторламамыштыр. Изилдөөчүлөр оптимум салым өлчөмынын болжол менен йүзде 8 живарында дойгунлуга улаштыгыны маанилендирмиштир.
Кони калориметреси натыйжалары өрт жүрүм-туруму хаккында не сөйлемектедир?
Нумунелер 35 кW/м2 дыш жылуулук агымы астында конус калориметринде изилденген.
| Өлчүт | Саф EP | PSiP8%/EP | PSiP10%/EP |
|---|---|---|---|
| Тутушма мөөнөтү (с) | 92 | 62 | 55 |
| Тепе жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы (кW/м2) | 1.118,3 | 842,1 | 935,7 |
| Орточолама жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы (кW/м2) | 268,5 | 178,1 | 175,9 |
| Топлам жылуулук эмиссияы (МЖ/м2) | 87,3 | 66,6 | 60,7 |
| Топлам түтүн өндүрүшү (м2) | 35,8 | 33,5 | 31,0 |
| ЖО өндүрүш тепеси (г/с) | 0,032 | 0,028 | 0,045 |
| ЖО2 өндүрүш тепеси (г/с) | 0,72 | 0,54 | 0,62 |
| Кони тести кийинсы калдык (%) | 11,4 | 17,0 | 18,7 |
PSiP8%/EP үчүн саф EP’йе ылайык:
- Тепе жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы йүзде 32,8 азалмыштыр.
- Орточолама жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы йүзде 50,8 азалмыштыр.
- Топлам жылуулук эмиссияы йүзде 31,1 азалмыштыр.
- Топлам түтүн өндүрүшү йүзде 6,9 азалмыштыр.
- Калынты катышы 5,6 йүзде пуан артмыштыр.
Буга каршы PSiP үлгүлөри саф EP’ден дагы еркен тутушмуштур. Тутушма мөөнөтүнин 92 секундаден 62 ве 55 секундайе дүшмеси, баштапкы бузулуусынын ылдамдыкландыгыны көрсөтөт. Ошондуктан PSiP’нин сторладыгы файда “тутушмайы гежиктирмек” дегил; тутушма кийинсында жылуулук эмиссияыны, йанманын девамыны ве масса актарымыны баскыламактыр.
Йүзде 10 PSiP, топлам жылуулук ве жалпы түтүн өндүрүшүни бираз дагы азалтмыш олса да чоку жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы йүзде 8’лик үлгүден дагы йүксек олмуштур. Изилдөөчүлөр буну, йүксек салым өлчөмында коргоочу катмар там олушмадан мурун дагы фазала органик ве фосфор/кремний ичерен парчанын йогун бичимде бузулуусыйла ачыкламыштыр.
Карбон табакасынын түзүмү насыл дегишмиштир?
Кони калориметреси кийинсында саф эпоксиднин калдыксы чөкмүш, тешиктүү ве чатлаклы бир түзүм көрсөткөн. PSiP ичерен үлгүлөрде болсо дагы йүксек, дагы убакыткли ве дагы йогун бир көмүр катмары олушмуштур.
Кесит йүксеклиги саф EP’де болжол менен 14 мм, PSiP8%/EP’де 23 мм ве PSiP10%/EP’де 26 мм катары көрсөтүлгөн. Ошентсе да эң жогорку салым өлчөмында дагы фазала учужу үрүн ачыга чыкмасы неденийле бет тешиктүүлиги йениден артмыштыр.
Раман спектроскопиясинде Д ве Г бантларынын тыгыздык катышы:
- Саф EP: ЫД/ЫГ = 3,01
- PSiP8%/EP: ЫД/ЫГ = 2,57
- PSiP10%/EP: ЫД/ЫГ = 2,78
Даха дүшүк катыш, йүзде 8 PSiP ичерен үлгүнин дагы йүксек графиттенүү дережесине сахип көмүр катмары олуштурдугуну көрсөтөт. Йүзде 10 йүклемеде катышын йениден йүкселмеси, фазала салымнын табака калитесини хер өлчүтте гелиштирмедигини валидацияктадыр.
XPS анализинде көмүр катмарында Ж–Си, Ж–П, Ж–Н, П–О, П=О, Си–Ж ве Си–О бторлары аныкталган. Йанма кийинсында бетде кремний өлчөмынын артмасы, кремний ичерен түрлерин жогорку температурата бетке миграция еттигини дестмуунектедир.
PSiP конденсацияланган фазада насыл изилдөөктадыр?
Йогун фаза меканизмасында DOPO көкенли фосфорлу түзүмлар фосфорик ве полифосфорик асит түрлерине дөнүшмектедир. Бу түрлер эпоксид зинжирлеринин сусузлашмасыны ве көмүрлөнүүсыны каталкөзөмөлектедир.
Чапраз бторлы тор бозунуркен кремний ичерэң төмөн бет энергияли парчалар бетке миграция етмекте ве бурада:
- Си–О–Си
- Си–О–Ж
- СиО2 бензери түзүмлар
олуштурмактадыр. Бу керамикага окшош бет, көмүр катмарыны сыкылаштырмакта ве жылуулук, кычкылтек ве йаныжы учужуларын гечишини сынырландырмактадыр. Фосфор, азот, кремний ве ароматтык карбонун бирликте булундугу табака, алттаки эпоксид матрисини дыш жылуулук кайнторындан кысмен йалытмактадыр.
PSiP газ фазасында насыл изилдөөктадыр?
Эпоксид бузулуусы тартипсында Х• ве ХО• гиби йүксек реакцияли радикаллер йанма зинжир реаксионларыны сүрдүрмектедир. PSiP’нин еркен бузулуусыйла олушан ПО• ве ПО2• радикаллери бу түрлери йакалайарак йанма зинжирини баскыламактадыр.
Ошондой эле Х2О, НХ3 ве ЖО2 гиби йаныжы олмайан үрүнлерин ачыга чыкмасы, алев чевресиндеки йаныжы газ ве кычкылтек концентрацияини сейрелтмектедир.
TG-FTIR натыйжаларында PSiP8%/EP’нин етер, ароматтык ве алифатик учужу үрүнлере аит жутулуу шиддетлеринин саф эпоксидден дагы дүшүк олдугу гөрүлмүштүр. Бу натыйжа, дагы фазала карбонлу түзүмнын конденсацияланган фазада тутулдугу ве йаныжы газ катары ачыга чыкмадыгы шеклинде йорумланмыштыр.
Оптик өткөрүмдүүлүк корунмуш мудур?
PSiP ичерен эпоксид үлгүлөри йүзде 6-10 салым аралыгында саф эпоксидйе йагымн тунуклук көрсөткөн. UV-гөрүнүр бөлге спектрларында салым екленмеси гечиргенлиги бир өлчөм азалтмыш, бирок чоң бир оптик жоготуу олуштурмамыштыр.
PSiP8%/EP’нин ышык гечиргенлиги, ошол эле баштапкы мадделерини физикалык катары ичерен PSiPМ8%/EP үлгүсинден дагы йүксек булунмуштур. Изилдөөчүлөр буну PSiP’нин эпоксид матриси үчүндеки дагы ийи уйумлулугуна бторламыштыр.
Меканик айрыкчар насыл дегишмиштир?
PSiP6%/EP ве PSiP8%/EP үлгүлөринде ийилүү бекемдиги ве ийилүү модулу йүкселмиштир. Йүзде 10 салымда болсо егилме айрыкчари гермененмиштир. Бу гермененме, реаксиона гирмемиш фазала PSiP’нин фаза ажырашы ве кусур башлатыжы бөлгелер олуштурмасыйла илишкмененндирилмиштир.
| Нумуне | Егилме модульү (МПа) | Дарбе бекемдиги (кЖ/м2) | Метинде маалыматлен созулууда үзүлүү чыңалуусу |
|---|---|---|---|
| Саф EP | 4.115 | 18,13 | 74,7 МПа |
| DOPO3,6%/EP | 3.648 | 15,79 | Дүшүш көрсөткөн. |
| PSiP6%/EP | 4.620 | 17,41 | 80,4 МПа |
| PSiP8%/EP | 4.640 | 18,38 | 85,1 МПа |
| PSiP10%/EP | 4.096 | 15,57 | Йүзде 8 үлгүсиндэң төмөнтүр. |
| PSiPМ8%/EP | 3.837 | 14,85 | DOPO үлгүсине йагымн дүшүш көрсөткөн. |
PSiP8%/EP’нин созулууда үзүлүү чыңалуусу саф эпоксидйе ылайык болжол менен йүзде 13,9 йүкселмиштир. Копма узаруусы болсо бир өлчөм дүшмүш; башка бир ифадейле бекемдик артаркен материалдын сүнеклиги ошол эле өлчүде гелишмемиштир.
Чекме сынуу бетлеринде саф эпоксид ниспетен дүзгүн ве дүзенли чатлак мененрлемеси көрсөткөн. PSiP ичерен үлгүлөрин бетлери дагы пүрүзлү хâле гелмиш ве чатлак йоллары чешитленмиштир. Бу морфология, сынуу тартипсында дагы фазала энергия түкетилдигини дестмуунектедир.
Силоксан групларынын эпоксид тармагыйла реаксиона гирдигине даир каныт недир?
Крийоженик кырылмыш PSiP8%/EP бетинде Ж, Н, О, Си ве П елементлери хоможен дторылмыштыр. Чекме астында кырылмыш бетде болсо кремний ве фосфор, дүзенсиз чатлак бөлгелеринде бирикмиштир. Изилдөөчүлөр бу бөлгелери PSiP’нин тор үчүндеки кайчылаш байланышланма нокталарынын сынганы аланлар катары йорумламыштыр.
Дегишкен температуралы FTIR анализинде саф EP’нин 3.400 жм-1 живарындаки О–Х ве суутек байланышы банды температура арттыкча айкын бичимде алсызламыш ве йер дегиштирмиштир. PSiP8%/EP’де дегишим дагы чектелген. Бу давраныш, эпоксид күрленмеси тартипсында олушан базы гидроксил групларынын PSiP’нин силоксан групларыйла реаксиона гирдиги йорумуйла уйумлудур.
Жам гечиш температурасы ве жогорку температура рижитлиги насыл дегишмиштир?
| Нумуне | 40 °Ж сактоо модулу Е′ (МПа) | Тг (°Ж) | Чапраз бтор тыгыздыгы (мол/м3) |
|---|---|---|---|
| Саф EP | 1.648,6 | 142,7 | 1.654 |
| DOPO3,6%/EP | 1.531,5 | 140,4 | 1.521 |
| PSiP6%/EP | 1.701,3 | 151,5 | 1.623 |
| PSiP8%/EP | 1.703,3 | 155,8 | 1.633 |
| PSiP10%/EP | 1.723,8 | 155,1 | 1.550 |
| PSiPМ8%/EP | 1.604,4 | 136,2 | 1.517 |
PSiP ичерен үлгүлөр 120 °Ж’нин үстүндө саф эпоксидйе ылайык дагы йүксек сактоо модулу сактаган. Йүзде 8 PSiP, Тг мааниини 13,1 °Ж артырмыштыр.
Ошентсе да таблицада хесапланан кайчылаш байланыш тыгыздыгы PSiP үлгүлөринде саф эпоксиднин үзерине чыкмамыштыр. Бу неденле натыйжалар “топлам кайчылаш байланыш тыгыздыгынун кесин катары арттыгы” бичиминде йорумланмамалыдыр. Изилдөөнүн дестекледиги дагы өлчүлү ачыклама; PSiP’нин реагент ве ийи дторылмыш шилтеме нокталары менен серт ароматтык биримлеринин тор харекетлилигини сынырландырарак Тг ве рижитлиги йүкселттигидир.
Хидрофобиклик не өлчүде артмыштыр?
| Нумуне | Су контакт бурчу |
|---|---|
| Саф EP | 74,7° |
| DOPO3,6%/EP | 78,8° |
| PSiP6%/EP | 98,3° |
| PSiP8%/EP | 98,9° |
| PSiP10%/EP | 101,3° |
| PSiPМ8%/EP | 101,8° |
PSiP өлчөмы арттыкча контакт бурчу йүкселмиштир. Бу дегишим, дүшүк бет энергияли силоксан парчаларынын күрленме тартипсында бете йөнелмесийле илишкмененндирилмиштир.
ЫСО 62:2008 йаклвакцинамыйла герчеклештирмененн сууга малып коюу тажрыйбаинде PSiP8%/EP’нин 15 гүнлүк суу сиңирүү саф EP’ден йүзде 27 дагы дүшүк булунмуштур. Изилдөөчүлөр буну ики меканизмайла ачыкламыштыр:
- Силоксан тейлөөындан зенгин гидрофобдук бет суйун илк адсорпсионуну азалтмактадыр.
- Аг үчүндеки гидроксил групларынын бир бөлүмүнүн түкетилмеси ве дагы сыкы түзүм, суйун ич бөлгелере диффузияуну сынырландырмактадыр.
Суйа маруз калма жалын кечиктиргичлиги бозмуш мудур?
DOPO3,6%/EP үлгүсинин LOI маании 15 гүнлүк сууга малып коюу кийинсында болжол менен бир йүзде пуан дүшмүш ве UL-94 топлам йанма мөөнөтү узамыштыр.
PSiP ичерен үлгүлөр ве PSiPМ8%/EP болсо баштапкытаки LOI ве UL-94 класстарыны сактаган. PSiP үчүн бу дайаныклылык, молекүлүн эпоксид тармагына коваленттик катары бторланмасы ве суйла колайжа узаклашмамасыйла илишкмененндирилмиштир.
Изилдөөнүн дестекледиги пайдубал натыйжалар нелердир?
- Йүзде 8 PSiP, саф эпоксиднин LOI мааниини йүзде 26’дан йүзде 31,5’е чыкармыш ве UL-94 V-0 сторламыштыр.
- PSiP8%/EP’нин тепе ве жалпы жылуулук бөлүп чыгаруу тартипсыйла йүзде 32,8 ве йүзде 31,1 азалмыштыр.
- Йогун фазада П/Н/Си ичерен дагы йогун ве графитленмиш бир көмүр катмары олушмуштур.
- Газ фазасында йаныжы учужуларын чыкышы азалмыш ве фосфорлу радикал өчүрүү меканизмасы дестекленмиштир.
- Йүзде 8 PSiP созулуу бекемдигины, ийилүү модулунү ве айнекке өтүү температурасыны артырмыштыр.
- Су контакт бурчу болжол менен 99 дережейе йүкселмиш ве 15 гүнлүк суу сиңирүү йүзде 27 азалмыштыр.
- PSiP үлгүлөри сууга малып коюу кийинсында баштапкытаки жалын кечиктирүү классыны сактаган.
- PSiP’нин химиялык катары бүтүнлешмиш түзүмү, ошол эле компоненттерин физикалык карышымындан дагы денгели жалын кечиктирүү ве меканик өндүрүмдүүлүк сторламыштыр.
Изилдөө ханги натыйжалары далилдебейт?
- PSiP герчек бир имарат, учак, електроник жихаз вейа електрик жабдууында дененмемиштир.
- Лаборатувар үлгүлөриндеки V-0 дережеси, битмиш үрүнүн отоматик катары ошол эле өрт классыны алажторы анламына гелмез.
- Изилдөө узак мөөнөттүүли ачык хава эскиртүүсы, UV еткиси, температура цикли вейа туздуу суу бекемдигины баалоомиштир.
- Йанма газларынын айрынтылы токтуманите профили ве инсан сторлыгына еткиси өлчүлмемиштир.
- Диелектрик айрыкчар, електриксел изоляция өндүрүмдүүлүкы ве дугага туруктуулук изилденген эмес.
- Өнөр жай синтез өлчеги, өндүрүш чыгымы ве жашоо циклинин экологиялык таасири хесапланмамыштыр.
- Даха йүксек PSiP өлчөмынын хер өзеллиги убакыткли иймененштирдиги гөстерилмемиштир.
- Илк тутушманын гежиктиги гөстерилмемиш; терсине кони тестинде тутануу убактысы кысалмыштыр.
Ширетүү үчүндеки көңүл буруу едилмеси герекен тутарсызлыклар нелердир?
- Ана өзет, натыйжа бөлүмү ве LOI графиги PSiP8%/EP үчүн йүзде 31,5 LOI билдириркен литератүр салыштыруу таблицасунун PSiP сатырында йүзде 30,5 йазмактадыр. Айны үлгү ве фосфор/кремний ичериги көңүл бурууе алындыгында бунун таблица йазым катасы олма оласылыгы йүксектир; бирок ширетүү сессизже дүзелтилмемелидир.
- FTIR ачыкламасында 1.640 жм-1 банды бир йерде ароматтык олмайан Ж=Ж катары адландырылыркен ошол эле реаксион Сжхифф базасы Ж=Н бторынын олушуму шеклинде йорумланмактадыр. Спектрал атаманын ачыклыга кавуштурулмасы герекир.
- Чапраз бтор тыгыздыгы маанилери саф EP’дэң жогорку олмамасына ртормен базы анлатымларда дагы йүксек кайчылаш байланыш тыгыздыгы ифадеси кулланылмактадыр. Меканик иймененшме йалнызжа бу сандык дегишкене бторланмамалыдыр.
Изилдөөнүн пайдубал чектелгенлыклары нелердир?
- Ширетүү рецензиядан өтпөгөн препринт.
- Денейлер кичинекей лаборатория үлгүлөрийле чектелген.
- Меканик ве өрт тажрыйбаларинин хер бири үчүн үлгү сайылары ана текстде системаатик бичимде маалыматлмемиштир.
- Сонучларын маанилүү бөлүмү ката чубукларыйла гөстерилсе де капсамлы истатистиксел маанилүүлык анализи сунулмамыштыр.
- Нем бекемдиги йалнызжа 15 гүнлүк саф сууга малып коюу тажрыйбаийле бааланган.
- Батырма кийинсында механикалык касиеттер ве конус калориметри йениден өлчүлмемиштир.
- PSiP’нин өндүрүш түшүмү, сафлык йүздеси ве синтез масштабленебилирлиги айрынтылы економик маалыматтарле билдирилмемиштир.
- Вермененр ачык бир кампада йайымланмамыш, талеп үзерине сунулажторы белгиленген.
Изилдөөнүн Йөнтеми ве Булгулары
Кулланылан башлыжа тажрыйба ве жихазлар
| Инжелеме аланы | Йөнтем ве шарт |
|---|---|
| Молекүлер түзүм | 400 МХз 1Х NMR ве 31П NMR; ДМСО-д6 |
| Фонксионел груплар | FTIR, 4.000-500 жм-1 |
| Термал бузулуу | TGA, 40-700 °Ж, 10 °Ж/мүнөт |
| Оптик өткөрүмдүүлүк | UV-гөрүнүр бөлге спектрофотометриси |
| Алев гежиктирижилик | LOI ве UL-94 тик күйүү тести |
| Өрт давранышы | Кони калориметреси, 35 кW/м2 |
| Карбон түзүмү | Раман, 532 нм уйарма толкун узундугу |
| Газ үрүнлери | TG-FTIR, 30-600 °Ж, Н2 ортамы, 10 °Ж/мүнөт |
| Йүзей кимйасы | XPS, 12 кВ |
| Морфоложи | SEM ве EDS елемент карталама |
| Динамик меканик давраныш | DMA, 30-200 °Ж, 3 °Ж/мүнөт |
| Су контакт бурчу | 25 °Ж’де 2 µЛ тамчы; үч ар түрдүү конумун орточосы |
| Су емилими | ЫСО 62:2008’е ылайык там далдырма |
| Чекме тажрыйбаи | 2 мм/мүнөт чапраз кафа ылдамдыгы |
| Егилме тажрыйбаи | 4 мм/мүнөт чапраз кафа ылдамдыгы |
| Дарбе тажрыйбаи | Чентиксиз сокку тести |
Йүзде 8 PSiP ичерен үлгүнин өзет өндүрүмдүүлүкы
| Өзеллик | Саф EP | PSiP8%/EP | Дегишим |
|---|---|---|---|
| LOI | %26,0 | %31,5 | 5,5 йүзде пуан артыш |
| UL-94 | Сыныф йок | V-0 | Кендилигинден сөнме сторланмыштыр. |
| Тепе жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгы | 1.118,3 кW/м2 | 842,1 кW/м2 | %32,8 азалма |
| Топлам жылуулук эмиссияы | 87,3 МЖ/м2 | 66,6 МЖ/м2 | %31,1 азалма |
| Кони тести калдыксы | %11,4 | %17,0 | 5,6 йүзде пуан артыш |
| Чекме копма чыңалууи | 74,7 МПа | 85,1 МПа | Йаклвакцинак %13,9 артыш |
| Егилме модульү | 4.115 МПа | 4.640 МПа | Йаклвакцинак %12,8 артыш |
| Жам гечиш температурасы | 142,7 °Ж | 155,8 °Ж | 13,1 °Ж артыш |
| Су контакт бурчу | 74,7° | 98,9° | 24,2° артыш |
| 15 гүнлүк суу сиңирүү | Реферанс | Саф EP’ден %27 дүшүк | Су алымы азалмыштыр. |
Ен денгели салым катышы хангисидир?
Изилдөөнүн натыйжалары йүзде 8 PSiP йүклемесинин ен денгели курам олдугуну көрсөтөт:
- Йүзде 6 салым V-0’а улашмамыштыр.
- Йүзде 8 салым V-0, йүзде 31,5 LOI ве ен күчтүү меканик өндүрүмдүүлүклардан бирини сторламыштыр.
- Йүзде 10 салым LOI мааниини артырмамыш, чоку жылуулук бөлүп чыгаруу ылдамдыгыны йүзде 8 үлгүсине кыйасла йүкселтмиш ве егилме менен сокку айрыкчарини дүшүрмүштүр.
- Йүзде 10 салым суу тийүү бурчуны бираз дагы артырмыш ве жалпы жылуулук бөлүп чыгарууны азалтмыш олса да бүтүн айрыкчар бирликте маанилендирилдигинде йүзде 8 дагы денгели гөрүнмектедир.
Денейсел табылгаларын генел йоруму
PSiP’нин башаржылуулук тек бир меканизмайа бторлы дегилдир. Молекүлер түзүмда фосфор, азот ве кремнийун бирликте булунмасы; конденсацияланган фазада көмүрлөнүү, газ фазасында радикал өчүрүү, эпоксид тармагыйла кысми химиялык бторланма ве бет энергиясинин дүшүрүлмесини ошол эле салым үчүнде бирлештирмиштир.
Бу абданлу меканизма, геленексел катары бирбирийле челишебмененн үч бутаин ошол эле курамде гелиштирилмесини сторламыштыр:
- Өрт тартипсында дагы дүшүк жылуулук эмиссияы
- Нормал кулланымда дагы йүксек меканик ве термомеканик өндүрүмдүүлүк
- Немли ортамда дагы дүшүк суу сиңирүү
Ошентсе да PSiP өлчөмынын артырылмасы догрусал бир өндүрүмдүүлүк казанжы йаратмамыштыр. Йүзде 10 салымда гөзленен базы гермененмелер, реагент салымларын да белирли бир концентрацияин үстүндө тор хоможенлигини бозабмененжегини көрсөтөт.
Булак жана метод эскертүүсү
- Изилдөөнүн там өзгүн ады: Пхоспхорус–нитроген–силижон фламе ретардант фор епоxй ресин wитх сйнергистиж енханжемент ин фламе ретарданжй, межханижал пропертиес анд хйдропхобижитй
- Йазарлар: Хаоxуан Сонг, Баотао Хуанг, Схенгхао Аи, Жижи Тан, Зхаохуи Зхенг, Йи Пан, Жинни Денг
- Йазар тартипламасы: Хаоxуан Сонг биринжи, Баотао Хуанг икинжи, Схенгхао Аи үчүнжү, Жижи Тан дөрдүнжү, Зхаохуи Зхенг бешинжи, Йи Пан алтынжы ве Жинни Денг йединжи автордыр.
- Еш биринжи автор: Еш салым вейа еш биринжи авторлык бейаны булунмамактадыр.
- Макаледе белиртмененн жооптуу авторлар: Зхаохуи Зхенг, Йи Пан ве Жинни Денг
- SSRN платформа байланыш автору: Хаоxуан Сонг
- Курум 1: Жхенгду Ынституте оф Органиж Жхемистрй, Жхинесе Ажадемй оф Сжиенжес, Жхенгду, Сижхуан, Жхина
- Курум 2: Университй оф Жхинесе Ажадемй оф Сжиенжес, Беижинг, Жхина
- Курум 3: Сжхоол оф Сжиенже, Xихуа Университй, Жхенгду, Сижхуан, Жхина
- DOI:10.2139/ssrn.7201520
- Йайын платформау: SSRN
- Дерги: Белирли бир журнал ады вейа кабул едилмиш хакемли үйүрм белиртилмемиштир.
- Белгедеки жарыялоо ачыкламасы: Препринт субмиттед то Елсевиер
- Йайын йылы: 2026
- Ширетүү түрү: Денейсел синтез, материал карактеризасйону, йанма тажрыйбалари ве меканик тестлер ичерен препринт изилдөө изилдөөсы
- Хакемлик дуруму: Хакем баалоосинден гечмемиштир.
- Ресмî ширетүү шилтемесы:SSRN расмий изилдөө сайфасы
Йазар салым бейанына ылайык Хаоxуан Сонг каврамсаллаштырма, изилдөө ве илк таслторын йазымыны; Баотао Хуанг ве Схенгхао Аи каврамсаллаштырма менен изилдөөйы; Жижи Тан изилдөөйы; Зхаохуи Зхенг данышманлыгы; Йи Пан каврамсаллаштырма ве данышманлыгы; Жинни Денг болсо каврамсаллаштырма, данышманлык, текст инжелеме-дүзенлеме ве фон теминини үстленмиштир.
Изилдөө, Сижхуан Провинже Натурал Сжиенже Фоундатион анахтар прожеси 2025ZNSFSC0009 менен Жхенгду–Жхинесе Ажадемй оф Сжиенжес Сжиенже анд Тежхнологй Жооператион Фунд Програм 2023-2025 тарафындан дестекленмиштир. Йазарлар билинен бир атаандаш каржылык кызыкчылык вейа изилдөөнү еткмененйебмененжек кишболсол илишки билдирмемиштир. Изилдөө маалыматтаринин талеп үзерине пайлвакциналажторы белгиленген.
Бу Түркче ачыклама; изилдөөнүн ана метни, синтез шемалары, химиялык карактеризасйонлары, бүтүн таблицалары, өрт өндүрүмдүүлүкы графиклери, карбон калдыксы сүрөттөри, меканик тажрыйбалари, суу тийүү бурчу ве дайаныклылык натыйжалары инжеленерек даярдалган. Билимсел натыйжалара изилдөө дышында йени бир тажрыйба, өндүрүмдүүлүк маании вейа колдонмо башаржылуулук екленмемиштир. Дыш ширетүү контролү йалнызжа DOI ве SSRN библийографик кайдынын догруланмасы үчүн колдонулган.
Изилдөө рецензиядан өткөн эмес. Өзелликле LOI салыштыруу таблицасундаки сандык тутарсызлык, FTIR бант атамасындаки ачыктык маселеу, кайчылаш байланыш тыгыздыгына илишкин йорум сыныры ве дагы кыса тутануу убактысы натыйжаларын маанилендирилмесинде көңүл бурууе алынмалыдыр.

Пикир калтырыңыз
E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген