
Бул изилдөө, этилен-винил ацетат каучугунун (ethylene-vinyl acetate rubber, EVM) күйгүчтүгүн azaltırken механикалык өзгөчөliklerini de koruyup geliştirmek amacıyla DDDP adı маалыматlen реактивдүү bir супрамолекулалык полимер жалын кечеңдеткич geliştirmiştir. DDDP; диэтилентриамин пента(метилен фосфон кислотасы), диэтилентриамин жана диметиламиноэтил метакрилатın молекулярдык өз алдынча уюшууyle hazırlanmış жана пероксиддик вулканизация sırasında EVM тармакına химиялык катары bтармакlandığı öne sürülmüştür. Kütlece %25 DDDP içeren DDDP25 kompoziti, чектөөчү кычкылтек индексиni %23,2’den %29,3’e жүкseltmiş, 3 mm kalınlığındaki numunelerde UL-94 V-0 derecesi elde etmiş жана чокулук жылуулук бөлүү ылдамдыгыnı %71,9 azaltmıştır. Aynı formülasyonda созулуу бекемдиги 2,19 MPa’dan 5,76 MPa’ya, үзүлүү узаруусу болсо %251,3’ten %510,5’e жүкselmiştir. Муну менен бирге изилдөө рецензиядан өткөн эмес; химиялык aşılama, энергия dтармакıtımı жана gaz fazı жалын geciktirme mekanizmalarının bazı bölümleri dolaylı экспериментlere жана mekanizma yorumlarına dayanmaktadır.
Изилдөөnın temel yaklaşımı, geleneksel katkı tipi жалын кечеңдеткичlerde görülebмененn zayıf аралык бет bтармакlanması жана faz өзүнчөşması sorununu, жалын кечеңдеткичyi вулканизация sırasında каучук тармакına bтармакlayarak azaltmaktır. DDDP aynı zamanda иондук байланышlar жана hidrojen bтармакları gibi geri dönüşümlü өз ара аракеттенүүlerden oluşan физикалык bir çapraz bтармак тармакı meydana getirmektedir. Изилдөөчүлөр, химиялык bтармакların gerilimi EVM менен DDDP arasında aktardığını; физикалык bтармакların болсо deformasyon sırasında geçici катары өзүнчөlıp энергияyi dтармакıtan “курмандык байланыштар” gibi davrandığını теоремаktedir.
Yangın тестleri DDDP25’in yalnızca жалынlenme davranışını değil, ısı жана gaz üretim hızlarını da değiştirdiğini көрсөткөн. Tepe жылуулук бөлүү hızı 1.229,0 kW/m²’den 345,3 kW/m²’ye, tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы 0,102 m²/s’den 0,043 m²/s’ye жана tepe көмүртек монооксиди üretim hızı 0,0195 g/s’den 0,0084 g/s’ye düşmüştür. Муну менен бирге жалпы түтүн өндүрүшү 6,1 m²’den 7,3 m²’ye жүкselmiştir. Bu эмне үчүнle изилдөө, DDDP25’in duman üretiminin tepe баалуулукini azalttığını göstermekte; toplam duman miktarının her koşulda azaldığını göstermemektedir.
Түркия жагынан: Bu yaklaşım, Түркияда энергия жана байланыш kabloları, otomotiv elastomerleri, conta жана sızdırmazlık элементları, endüstriyel hortumlar жана өрт коопсузği gerektiren каучук bмененşenleri geliştiren kuruluşlar açısından изилдөө баалуулукi taşımaktadır. Түркияда uygulamaya geçмененbilmesi үчүн yerli EVM sınıflarıyla formülasyon tekrarı, kablo ekstrüzyonu жана вулканизация uyumluluğu, elektriksel yalıtım, yaşlandırma, ным жана химиялык бекемдик, төмөн duman жана gaz toksisitesi, işlenebilirlik, чыгым жана ölçek büyütme тестleri түзүмlmalıdır. Изилдөөdan Түркиядаki kablo standartlarına түздөн-түз uygunluk, узак мөөнөттүү талаа ömrü, экологиялык коопсуздук, ticari üretim чыгымi же seri üretim başarısı çıkarılamaz.
Изилдөөнүн temel problemi эмне?
EVM; yтармак, sıcaklık жана yaşlanma direnci эмне үчүнiyle kablo, tel каптамаsı, conta жана benzeri elastomer uygulamalarında колдонулат. Бирок полимер түзүмsındaki hidrokarbon bölümleri yanıcıdır жана материалnin bünyesinde doğal bir жалын кечеңдеткич түзүм жок. Yüksek sıcaklık же ачык жалын altında EVM yanabilir, yoğun ısı жана duman açığa çıkarabilir жана eriyerek damlayabilir.
Alev geciktirici katkılar физикалык karıştırmayla полимер үчүнe eklendiğinde, katkı менен полимер arasındaki өз ара аракеттенүү çoğunlukla van der Waals күчleri же hidrojen bтармакlarıyla sınırlı kalmaktadır. Zayıf аралык бет, faz өзүнчөşmasına, gerilim yığılmasına жана механикалык өзгөчөliklerin bozulmasına yol açabilir. Bu эмне үчүнle жалын кечеңдетүү artarken созулуу бекемдиги же ийкемдүүлүк düşebilmektedir.
Изилдөөнүн негизги суроосу, EVM’ye химиялык катары bтармакlanabмененn fakat aynı zamanda dinamik супрамолекулалык өз ара аракеттенүүler taşıyan bir жалын кечеңдеткичnin hem өрт performansını hem de механикалык өзгөчөlikleri бирге geliştirip geliştiremeyeceğidir.
DDDP кантип hazırlanmıştır?
DDDP, üç ар башка bмененşenin сууpraмолекулярдык өз алдынча уюшууyle hazırlanmıştır:
- DTPMP: Dietмененntriamin пента(метилен фосфон кислотасы); фосфор içeren жана karbonlaşmayı desteklemesi beklenen bмененşendir.
- DETA: Dietмененntriamin; çok sayıda amin grubu taşıyan азотlu bмененşendir.
- DMAEMA: Dimetilaminoetil metakrilat; amin grubu yanında karbon-karbon çift bтармакı taşıyarak пероксиддик вулканизацияna katılabмененn bмененşendir.
Reaksион жогорку derecede ekzotermik болгону үчүн иштетүү 20 ± 5 °C ortam sıcaklığında жана 200 g deионize суу içeren bir soğutma ortamında чыныгыleştirilmiştir. İlk катары %50 суу içeren 36 g DTPMP çөзгөчөtisine 18 g deионize суу жана 2,47 g DMAEMA eklenmiş, аралашма 5 dakika tepkimeye bırakılmıştır. Ardından 6,79 g DETA eklenerek 5 dakika daha karıştırılmıştır. İkinci kez 2,47 g DMAEMA eklenmiş жана 5 dakika sonra DETA, pH yaklaşık 7 olana kadar damla damla ilaжана edilmiştir. Elde edмененn çөзгөчөti 60 °C’de vakum altında sabit kütleye ulaşıncaya kadar kurutulmuş жана ачык sarı, macun benzeri DDDP elde edilmiştir.
Spektroskopik талдооler DDDP түзүмsı hakkında эмнени көрсөтөт?
Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), başlangıç maddelerinin karakteristik bтармак термелүүlerinin DDDP үчүнde korunduğunu жана bazı bantların супрамолекулалык өз ара аракеттенүүler эмне үчүнiyle yer değiştirdiğini көрсөткөн. DTPMP’de 1.016 cm-1 жана 934 cm-1 civarında bulunan P-O bantları DDDP’de sırasıyla yaklaşık 1.060 cm-1 жана 973 cm-1 маанилерine kaymıştır. DMAEMA’nın ester karboniline ait C=O bandı DDDP’de 1.723 cm-1 civarında gözlenmiştir. Yaklaşık 1.636 cm-1 баалуулукindeki birleşik bant болсо DTPMP, DMAEMA жана DETA’dan gelen термелүүlerin üst üste binmesiyle ilişkмененndirilmiştir.
X-ışını fotoelektron spektroskopisinde C 1s спектрu C-C/C=C, C-N/C-P, C-O жана O-C=O bмененşenlerine өзүнчөlmıştır. N 1s спектрunda 401,04 eV баалуулукindeki bмененşen protonlanmış C-N+, 399,14 eV баалуулукindeki bмененşen болсо protonlanmamış C-N bтармакıyla ilişkмененndirilmiştir. O 1s спектрunda C=O/P=O, P-O- жана C-O-C түзүмları үчүн sırasıyla 530,49 eV, 532,06 eV жана 533,32 eV civarında bмененşenler belirlenmiştir. P 2p спектрunda 133,09 eV баалуулукinde tek bir simetrik pik görülmüş жана bu натыйжа фосфонат anyonu түзүмsıyla ilişkмененndirilmiştir.
Bu spektroskopik bulgular DDDP’nin hedeflenen фосфор, азот, ester жана doymamış karbon түзүмlarının oluştuğunu колдойт. Бирок bu өлчөөлөр esas катары DDDP’yi karakterize etmektedir; EVM менен kurulan belirli bir kovalent bтармакın түздөн-түз химиялык түзүмsını tek başına göstermemektedir.
EVM-DDDP kompozitleri кантип üretilmiştir?
EVM önce iki merdaneli karıştırıcıda plastikleştirilmiştir. Kauçuk merdaneleri sardıktan sonra stearik asit, çinko oksit, polikarbodiimid, dioktil sebakat, DDDP жана вулканизация bмененşenleri sırayla eklenmiştir. Her bмененşen ilaжанаsinden sonra материал üç kez üçgen biçiminde sarılarak karıştırılmıştır. Karıştırma tamamlandıktan sonra merdane aralığı 1 mm’ye ayarlanmış жана levha hâline кайтарымlen аралашма oda sıcaklığında 24 saat bekletilmiştir.
Kompozitler 160 °C жана 10 MPa basınç altında, reometreyle belirlenen optimum вулканизация süresine iki dakika eklenerek sıcak preslenmiştir. Numuneler DDDPX катары adlandırılmıştır; X, toplam аралашмаdaki DDDP’nin массалык yüzdesini көрсөтөт. DDDP0 kontrol grubudur; DDDP5, DDDP10, DDDP15, DDDP20 жана DDDP25 sırasıyla массалык %5, %10, %15, %20 жана %25 DDDP içermektedir.
DDDP’nin EVM тармакına bтармакlandığı кантип баалуулукlendirilmiştir?
Изилдөөчүлөр kovalent bтармакlanmayı түздөн-түз tek bir өлчөөle değil, DSC жана сууya daldırma экспериментlerinden oluşan bir kanıt бардыкüyle баалуулукlendirmiştir.
DMAEMA içermeyen DDDP0 жана DDDP15-noDMAEMA аралашмаларыnın DSC eğrмененrinde yaklaşık 173 °C жана 193 °C’de iki өзүнчө ekzotermik pik görülmüştür. Standart DDDP15 formülasyonunda bu iki процесс yaklaşık 180 °C’de tek bir pike dönüşmüştür. DMAEMA miktarı iki katına çıkarıldığında pik keskinleşmiş жана yaklaşık 189 °C’ye kaymıştır. Изилдөөчүлөр, bu değişimin DMAEMA’daki C=C bтармакlarının вулканизация sürecine katılması жана başlangıçta өзүнчө мененrleyen çapraz bтармакlanma процессlerinin daha eş zamanlı hâle gelmesiyle uyumlu болгонуnu belirtmektedir.
Suya daldırma экспериментinde başlangıç kütlesi 1,000 g olan küçük kompozit parçaları 20 g deионize суу үчүнde 96 saat tutulmuştur. Kurutma sonrasındaki kütle m1 катары alınmış жана изилдөө, başlangıç kütlesi tam 1,000 g болгону үчүн kütle korunum катышını şu biçimde жанаrmiştir:
\[ \chi(\%) = 100 \times m_1 \]
Burada m1, daldırma жана son kurutma иштетүүinden sonra gram cinsinden ölçülen kütledir. Genel bir kütle катышı denkleminde başlangıç kütlesi de paydada bulunurdu; изилдөөдө başlangıç kütlesi 1,000 g’a sabitlendiği үчүн denklem bu biçimde yazılmıştır.
Ön kurutma түзүмlmayan numunelerde DDDP miktarı arttıkça kütle korunum катышı azalmıştır; DDDP0 үчүн yaklaşık %98 olan баалуулук DDDP25 үчүн %95,1’e düşmüştür. Изилдөөчүлөр bunu DDDP’nin абаdan ным созулууsiyle ачыкlamıştır. Numuneler тестten önce kurutulduğunda DDDP miktarına bтармакlı anlamlı bir kütle kaybı gözlenmemiş жана DDDP25’in баалуулукi DDDP0’dan yaklaşık 0,1 yüzde puan daha жогорку bulunmuştur.
İkinci kontrol экспериментinde DDDP’nin фосфонат gruplarının цирконий иондоруyla beyaz жана çözünmez bir çökelti oluşturması колдонулган. Saf DDDP цирконий çөзгөчөtisine eklendiğinde bulanıklık жана çökelti oluşurken DDDP25’in daldırma sıvısı eklendiğinde çөзгөчөti büжүк ölçüde berrak kalmıştır. Bu gözlem, kompozitten serbest DDDP же serbest fosfonik asit gruplarının belirgin miktarda sızmadığını колдойт.
DSC жана daldırma экспериментleri DDDP’nin çapraz bтармак тармакına күчтүү biçimde katıldığı görüşünü колдойт. Муну менен бирге belirli EVM-DDDP kovalent bтармакlarının түздөн-түз NMR, katı hâl spektroskopisi же bтармакa özgü başka bir ыкмаle gösterilmemesi эмне үчүнiyle “kovalent aşılama” sonucu dolaylı kanıtların бирге yorumlanmasına dayanmaktadır.
Sınırlayıcı кычкылтек indeksi кантип değişmiştir?
Sınırlayıcı кычкылтек indeksi (limiting oxygen index, LOI), bir материалnin yanmasını sürdürebildiği азот-кычкылтек аралашмаındaki en төмөн кычкылтек yüzdesini ifade eder. Daha жогорку LOI баалуулукi, belirli тест koşullarında yanmanın sürdürülmesi үчүн daha fazla кычкылтек gerektiğini gösterir.
DDDP miktarı arttıkça LOI düzenli biçimde жүкselmiştir. DDDP0’ın LOI баалуулукi %23,2 iken DDDP25’in баалуулукi %29,3’e ulaşmıştır. Bu değişim 6,1 yüzde puanlık же başlangıç баалуулукine göre yaklaşık %26,3’lük göreli artıştır. Yanma sonrasında DDDP0 çok az katı artık bırakırken DDDP25’te yanma bölgesinden büyüyen sert жана siyah, sütun benzeri şişmiş көмүрдөшкөн түзүмlar gözlenmiştir.
UL-94 dikey yanma тестi ne көрсөткөн?
Dikey yanma тестinde DDDP0 tutuşturma sonrasında yanmaya devam etmiş, жалын tutucu kelepçeye kadar мененrlemiş жана damlayan материал pamuk көрсөткүчsini tutuşturmuştur. DDDP15 жана DDDP20 ilk tutuşturmadan sonra sırasıyla 1,9 жана 1,4 saniyede sönmüş жана пахтаны tutuşturmamıştır. Бирок ikinci tutuşturmadan sonra her iki numunenin de yanma süresi 30 saniyeyi aşmış жана derecelendirme alamamıştır.
DDDP25 ilk tutuşturmadan sonra 1,1 saniyede, ikinci tutuşturmadan sonra 2,7 saniyede sönmüş; yanıcı тамчылоо менен пахтаны tutuşturmamış жана UL-94 V-0 derecesi elde etmiştir. Bu натыйжа 130 × 13 × 3 mm boyutlarındaki numuneler жана изилдөөдө kullanılan GB/T 2408 тест düzeni үчүн geçerlidir. Farklı kalınlık, üretim ыкмасы же ürün geometrмененrinde aynı sınıfın korunacтармакı түздөн-түз kabul edмененmez.
Konik kalorimetre натыйжалары өрт tehlikesi hakkında эмнени көрсөтөт?
Konik kalorimetre экспериментleri 100 × 100 × 3 mm boyutlarındaki numunelerde жана 50 kW/m² ısı akısı altında чыныгыleştirilmiştir. DDDP25, kontrol numunesine göre чокулук жылуулук бөлүү ылдамдыгыnı жана çeşitli gaz üretim hızlarını belirgin biçimde azaltmıştır.
| Yangın көрсөткүчsi | DDDP0 | DDDP25 | Değişim |
|---|---|---|---|
| Tutuşma süresi, TTI | 15 s | 16 s | 1 saniye artış |
| Tepe жылуулук бөлүү hızı, PHRR | 1.229,0 kW/m² | 345,3 kW/m² | %71,9 azalma |
| Toplam жылуулук бөлүүı, THR | 103,7 MJ/m² | 78,3 MJ/m² | Yaklaşık %24,5 azalma |
| 200. saniyedeki THR | 100,7 MJ/m² | 50,8 MJ/m² | %49,5 azalma |
| Tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы, PSPR | 0,102 m²/s | 0,043 m²/s | %57,8 azalma |
| Toplam duman üretimi, TSP | 6,1 m² | 7,3 m² | Yaklaşık %19,7 artış |
| Tepe CO üretim hızı | 0,0195 g/s | 0,0084 g/s | %56,9 azalma |
| Tepe CO2 üretim hızı | 0,88 g/s | 0,20 g/s | %77,3 azalma |
| Yanma sonrası kütle kalıntısı, MRR | %5,1 | %16,5 | 11,4 yüzde puan artış |
| Yangın performans indeksi, FPI | 0,0122 m²·s/kW | 0,0534 m²·s/kW | %337,7 artış |
Yangın performans indeksi изилдөөдө tutuşma süresinin чокулук жылуулук бөлүү ылдамдыгыna катышı катары аныкталган:
\[ \mathrm{FPI} = \frac{\mathrm{TTI}}{\mathrm{PHRR}} \]
TTI saniye, PHRR kW/m² cinsinden маалыматldiğinde FPI birimi m²·s/kW olur. Daha жогорку баалуулук, tutuşmanın gecikmesi жана/же чокулук жылуулук бөлүү ылдамдыгыnın düşmesi эмне үчүнiyle daha төмөн göreli өрт büyüme riskiyle ilişkмененndirilir. DDDP25’te FPI artışının büжүк bölümü, tutuşma süresindeki küçük değişimden değil PHRR’deki büжүк düşüşten булакlanmıştır.
DDDP25’in tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы azalmış olmasına rтармакmen жалпы түтүн өндүрүшү жүкselmiştir. Изилдөөчүлөр bunu koruyucu көмүр катмарыnın ылдам жана tam yanmayı bastırmasına, бирок numunenin daha uzun süre közlenerek duman üretmeye devam etmesine bтармакlamaktadır. Демек “duman bastırma” баалуулукlendirmesi yalnızca tepe hız үчүн geçerlidir; toplam duman жүкü açısından bir üstünlük gösterilmemiştir.
Kömür tabakası кантип oluşmuştur?
Konik kalorimetre sonrasında DDDP0 çok az kalıntı bırakırken DDDP25 parçalanmaya dirençli, бардыкlüğünü koruyan жана hacimce genиштетүүiş bir artık oluşturmuştur. Başlangıç numunesi 3 mm kalınlığındayken DDDP25’in şişmiş көмүр катмары yaklaşık 25 mm жогоркуliğe ulaşmıştır. Böylece жалын менен alttaki полимер arasında daha kalın bir ısı жана kütle aktarım engeli meydana gelmiştir.
DDDP0 kalıntısında 50 µm’den küçük elipsoitlerden oluşan petek benzeri көзөнөкli түзүмlar görülmüş жана bunların жогорку çinko içeriği эмне үчүнiyle büжүк ölçüde ZnO болгону yorumlanmıştır. DDDP25 kalıntısında болсо 10-50 µm büжүкlüğünde, birbirine temas eden düzensiz grafitik parçacıklar belirlenmiştir.
| Kalıntı bмененşimi | DDDP0 | DDDP25 |
|---|---|---|
| Karbon | Kütlece %7,21 | Kütlece %35,61 |
| Azot | Kütlece %0,50 | Kütlece %1,88 |
| Oksijen | Kütlece %25,86 | Kütlece %34,81 |
| Fosfor | Belirlenmedi | Kütlece %15,72 |
| Çinko | Kütlece %66,44 | Kütlece %11,98 |
Raman талдоосуnde D жана G bantlarının şiddet катышı olan ID/IG, DDDP0 үчүн 3,72 iken DDDP25 үчүн 1,82 катары ölçülmüştür. Изилдөөnın yorumuna göre daha төмөн катыш, karbonlu түзүмda daha жогорку düzenlilik жана графиттешүү derecesine işaret etmektedir. Bu натыйжа, SEM/EDS’de görülen karbonca zengin жана birbirine bтармакlı artık түзүмsıyla uyumludur.
Önerмененn жалын geciktirme mekanizması эмне?
Изилдөөчүлөрın önerdiği mekanizma hem yoğun faz hem de gaz fazı katkılarını içermektedir. DDDP ısındığında фосфорik asit, metaфосфорik asit жана poliфосфорik asit benzeri asidik türlerin oluştuğu; bu türlerin EVM’nin суусууzlaşmasını жана karbonlaşmasını desteklediği düşünülmektedir. Fosforca zengin, çapraz bтармакlı жана şişmiş көмүр катмары:
- Alttaki полимерe ısı aktarımını sınırlar.
- Yanıcı ажыроо ürünlerinin dışarı çıkışını жайlatır.
- Oksijenin полимер бетine ulaşmasını güçleştirir.
- Erimiş полимерin тамчылооsını azaltır.
DDDP’nin азот içeren ажыроо ürünlerinin NH3 жана N2 gibi yanıcı olmayan gazlar oluşturarak көмүр катмарыnı şişirebмененceği жана yanıcı gazları seyreltebмененceği öne sürülmüştür. Мындан тышкары literatüre dayanılarak PO· жана PO2· gibi фосфорlu radikallerin жалынdeki zincir tepkimelerini kesebмененceği белгиленген.
Kömür oluşumu, şişme, kalıntı miktarı, Raman талдоосу жана жылуулук бөлүүındaki düşüş yoğun faz mekanizmasını түздөн-түз колдойт. Buna karşılık NH3, N2, PO· жана PO2· türleri bu изилдөөдө gaz талдоосу же radikal spektroskopisiyle түздөн-түз ölçülmemiştir. Gaz fazı mekanizması экспериментsel катары kesinleştirilmiş bir натыйжа değil, literatür жана gözlenen yanma davranışıyla uyumlu bir mekanizma önerisidir.
Mekanik өзгөчөlikler кантип değişmiştir?
DDDP miktarı arttıkça созулуу бекемдиги жана үзүлүү узаруусу жалпы катары бирге жүкselmiştir. Kontrol grubunda созулуу бекемдиги 2,19 MPa жана үзүлүү узаруусу %251,3 iken DDDP25’te созулуу бекемдиги 5,76 MPa, үзүлүү узаруусу %510,5 катары ölçülmüştür.
| Mekanik өзгөчөlik | DDDP0 | DDDP25 | Göreli değişim |
|---|---|---|---|
| Çekme бекемдикı | 2,19 MPa | 5,76 MPa | Yaklaşık %163 artış |
| Kopma uzaması | %251,3 | %510,5 | Yaklaşık %103 artış |
Изилдөөчүлөр bu eş zamanlı güçlenme жана uzama artışını iki тармакın бирге изилдөөsıyla ачыкlamaktadır. Peroksit вулканизацияuyla oluşan химиялык çapraz bтармакların gerilimi EVM менен DDDP arasında aktardığı; ионik өз ара аракеттенүүler жана hidrojen bтармакlarından oluşan dinamik физикалык тармакın болсо deformasyon sırasında өзүнчөlıp yeniden düzenlenerek энергия dтармакıttığı düşünülmektedir.
Bu ачыкlama чыңалуу-uzama натыйжаларыyla uyumludur. Муну менен бирге kurban bтармак mekanizması циклsel жүктөө, histerezis, чыңалуу gevşemesi, bтармакların yeniden oluşumu же deformasyon sırasında spektroskopik izleme менен түздөн-түз gösterilmemiştir. Mekanizma, супрамолекулалык түзүм bilgisi жана makroskopik механикалык eğilimlerin бирге yorumlanmasına dayanmaktadır.
Termal ажыроо кантип değişmiştir?
EVM’nin жылуулук ажырооsı iki ana баскычda чыныгыleşmiştir. Yaklaşık 220-400 °C arasındaki ilk баскыч vinil asetat bölümlerinin deasetilasyonuyla, 400-500 °C arasındaki ikinci баскыч болсо ana полимер zincirinin küçük hidrokarbonlar жана karbon oksitler oluşturacak biçimde parçalanmasıyla ilişkмененndirilmiştir.
| TGA/DTG көрсөткүчsi | DDDP0 | DDDP25 |
|---|---|---|
| Birinci maksimum ажыроо hızı sıcaklığı | 338,8 °C | 336,3 °C |
| Birinci maksimum kütle kaybı hızı | %0,85/°C | %0,70/°C |
| İkinci maksimum ажыроо hızı sıcaklığı | 461,0 °C | 460,6 °C |
| İkinci maksimum kütle kaybı hızı | %0,91/°C | %0,65/°C |
| 800 °C’de kömür kalıntısı | %5,3 | %14,3 |
DDDP25’in maksimum ажыроо sıcaklıkları kontrol grubundan belirgin biçimde жогорку değildir. Buna karşılık her iki баскычdaki maksimum kütle kaybı hızları düşmüş жана 800 °C’de kalan katı miktarı artmıştır. Bu эмне үчүнle изилдөө bтармакlamında “жылуулук kararlılık artışı”, ажырооnın çok daha жогорку sıcaklıkta başlamasından ziyade ажыроо hızının жайlaması жана daha fazla koruyucu karbonlu artık oluşması anlamına gelmektedir.
Изилдөөnın күчтүү yönleri nelerdir?
- Alev geciktiricilik менен механикалык бекемдөө aynı formülasyon үчүнde incelenmiştir.
- LOI, UL-94, конус калориметри, созулуу жана TGA gibi ар башка performans тестleri бирге колдонулган.
- Kömür tabakası makroskopik fotoğraflar, SEM/EDS жана Raman талдоосуyle баалуулукlendirilmiştir.
- DDDP катышının %0’dan %25’e kadar kademeli değiştirilmesi doz-performans eğilimini көрсөткөн.
- Suya daldırma жана цирконий koordinasyon экспериментleri serbest жалын кечеңдеткич sızıntısını баалуулукlendirmiştir.
- DDDP25’in hem созулуу бекемдигиnı hem үзүлүү узаруусуnı artırması, geleneksel sert dolgu-бекемдөө dengesinden ар башка bir натыйжа сууnmuştur.
Изилдөөnın чектөөлөрү nelerdir?
- Изилдөө hakem баалуулукlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
- Ana metinde atıf түзүмlan ek сүрөт жана таблицаlar жүкlenen dosyada жок.
- Kovalent aşılama, түздөн-түз bтармак түзүмsını gösteren tek bir ыкма yerine DSC жана sızma экспериментlerinden çıkarılmıştır.
- Yangın жана механикалык экспериментlerin tekrar sayıları, hata ölçüsünün türü жана istatistiksel anlamlılık маанилерi ana metnin бардык bölümlerinde ачыкça берилген эмес.
- Tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы düşmesine rтармакmen жалпы түтүн өндүрүшү жүкselmiştir.
- Gaz fazında önerмененn фосфорlu radikaller жана азотlu gazlar түздөн-түз ölçülmemiştir.
- “Kurban bтармак” жана энергия dтармакıtımı mekanizması циклsel механикалык экспериментlerle түздөн-түз sınanmamıştır.
- Suya daldırma экспериментi 96 saatlik deионize суу koşuluyla sınırlıdır; uzun döным ным, tuzlu суу, yтармак жана химиялык ortam performansı баалуулукlendirilmemiştir.
- Elektriksel yalıtım, kablo ekstrüzyonu, dinamik чарчоо, жылуулук yaşlandırma жана аба koşullarına бекемдик тест edilmemiştir.
- Изилдөөnın “yeşil” материал yaklaşımı iddiasını doğrulayacak toksisite, жашоо цикли, biyoажыроо же экологиялык salım талдоосу түзүмlmamıştır.
- Tablo 1 ачыкlamasında DDDP yerine “ABDP” ifadesi yer almaktadır; formülasyon satırları жана изилдөөнүн geri kalanı bunun yazım hatası болгонуnu düşündürmektedir.
Изилдөө neyi колдойт?
Изилдөө, DDDP’nin EVM formülasyonuna eklenmesinin belirli лаборатория koşullarında LOI, UL-94 sınıfı, tepe жылуулук бөлүүı, tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы, katı artık oluşumu, созулуу бекемдиги жана үзүлүү узаруусу üzerinde olumlu değişiklikler oluşturduğunu колдойт. Bulgular, фосфор жана азот içeren супрамолекулалык bir түзүмnın пероксиддик вулканизацияyla aynı тармак үчүнde birleştirilmesinin katkı tipi жалын кечеңдеткичlere alternatif bir tasarım yaklaşımı olabмененceğini көрсөтөт.
Изилдөө neyi далилдебейт?
Изилдөө DDDP25’in бардык EVM sınıflarında, бардык ürün kalınlıklarında же ticari kablo üretiminde aynı UL-94 derecesini sтармакlayacтармакını далилдебейт. Sonuçlar uzun döным талаа коопсузği, elektriksel performans, gaz toksisitesi, төмөн duman kablo standartlarına uygunluk, geri dönüşüm, экологиялык üstünlük, ekonomik uygulanabilirlik же endüstriyel ölçek başarısı anlamına gelmemektedir. Tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгыndaki düşüş, toplam duman miktarının azaldığı şeklinde yorumlanmamalıdır.
Изилдөөnın Yöntemi жана Bulguları
Temel kompozit formülasyonu
| Bмененşen sınıfı | Bмененşen | Miktar | İşlev |
|---|---|---|---|
| Matris | EVM 800HV, массалык %80 vinil asetat | 100 phr | Ana elastomer matris |
| Katkı | Stearik asit | 1 phr | İşleme/вулканизация katkısı |
| Katkı | ZnO | 5 phr | Formülasyon katkısı |
| Katkı | Polikarbodiimid | 3 phr | Kararlılık katkısı |
| Plastikleştirici | Dioktil sebakat | 6 phr | Esneklik жана işlenebilirlik |
| Vulkanizasyon yardımcısı | Triallyl isocyanurate | 2 phr | Çapraz bтармакlanma yardımcısı |
| Peroksit | Dikümil peroksit | 2 phr | Vulkanizasyon başlatıcısı |
| Alev geciktirici | DDDP | Kütlece %0, %5, %10, %15, %20 же %25 | Alev geciktirme жана супрамолекулалык тармак oluşturma |
phr, yüz каучук parçası başına bмененşen miktarını ifade eder. DDDP болсо изилдөөдө toplam аралашмаın массалык yüzdesi катары маалыматlmiştir.
Karakterizasyon жана эксперимент koşulları
| Analiz | Temel koşullar | Değerlendirмененn өзгөчөlik |
|---|---|---|
| Reometre | 160 °C | T10, T90 жана tork farkı |
| FTIR | 4.000-400 cm-1, 4 cm-1 çözünürlük, 32 tarama | DDDP bтармак түзүмları |
| XPS | C 1s, N 1s, O 1s жана P 2p | Elementlerin химиялык durumları |
| Suya daldırma | 1,000 g numune, 20 g deионize суу, 96 saat | Kütle korunumu жана serbest DDDP sızıntısı |
| DSC | Azot altında 80-230 °C, 25 °C/dakika | Vulkanizasyon ekzotermik процессleri |
| LOI | ASTM D2863-23; 100 × 6,5 × 3 mm | Yanmayı sürdüren minimum кычкылтек катышı |
| Dikey yanma | GB/T 2408; grup başına 5 adet 130 × 13 × 3 mm numune | Sönme süresi, тамчылоо жана UL-94 sınıfı |
| Konik kalorimetre | ISO 5660; 100 × 100 × 3 mm; 50 kW/m² | Isı, duman, gaz жана kütle kaybı |
| Raman | 200-2.500 cm-1, 532 nm lazer | Kalıntının графиттешүү derecesi |
| SEM/EDS | Kırılma бетi жана yanma kalıntısı | Morfoloji жана элементтик таралуу |
| Çekme тестi | GB/T 528-2009; 200 mm/dakika | Çekme бекемдикı жана үзүлүү узаруусу |
| TGA | Azot altında 30-800 °C, 10 °C/dakika | Bozunma hızı жана kömür kalıntısı |
DDDP25 үчүн öne çıkan натыйжалар
- LOI баалуулукi %29,3’e ulaşmıştır.
- UL-94 V-0 derecesi elde edilmiştir.
- İlk жана ikinci tutuşturma sonrası yanma süreleri sırasıyla 1,1 жана 2,7 saniyedir.
- Tepe жылуулук бөлүү hızı %71,9 azalmıştır.
- 200. saniyedeki toplam жылуулук бөлүүı %49,5 azalmıştır.
- Tepe түтүн өндүрүү ылдамдыгы %57,8 azalmıştır.
- Tepe CO жана CO2 üretim hızları sırasıyla %56,9 жана %77,3 azalmıştır.
- Toplam duman üretimi 6,1 m²’den 7,3 m²’ye жүкselmiştir.
- Konik kalorimetre sonundaki kütle kalıntısı %5,1’den %16,5’e жүкselmiştir.
- Şişmiş көмүр катмары yaklaşık 25 mm жогоркуliğe ulaşmıştır.
- Raman ID/IG катышı 3,72’den 1,82’ye düşmüştür.
- Çekme бекемдикı 5,76 MPa’ya ulaşmıştır.
- Kopma uzaması %510,5’e ulaşmıştır.
- TGA sonundaki kömür kalıntısı %5,3’ten %14,3’e жүкselmiştir.
Sonuçların бардыкü, DDDP25’in изилдөөдө kullanılan EVM formülasyonu жана лаборатория тест koşullarında өрт büyüme hızını azaltırken механикалык бекемдик жана uzamayı бирге geliştirdiğini көрсөтөт. En маанилүү yorum sınırı, bu performansın ticari ürün geometrмененri жана узак мөөнөттүү kullanım koşullarında henüz doğrulanmamış olmasıdır.
Kaynak жана Yöntem Notu
Изилдөөnın tam özgün adı:Supramolecular Polymer-Grafted Ethylene-Vinyl Acetate Rubber with Superior Flame Retardancy and Reinforcement
Yazarlar жана sıraları: Zhenyin Guo; Chen Peng; Kang Zhu; Hongtao Li; Xianru He.
Eşit katkılı автор bilgisi: Изилдөөda eşit katkılı же ortak birinci автор bilgisi belirtilmemiştir.
Sorumlu автор: Xianru He.
Kurum: School of New Energy and Materials, Southwest Petroleum Uniжанаrsity, Chengdu, Çin.
Kaynak türü: Laboratuvar ölçekli материал üretimi, өрт тестleri, механикалык экспериментler жана mikroтүзүм karakterizasyonu içeren экспериментsel preprint изилдөө makalesi.
Hakemlik durumu: Бул изилдөө hakem баалуулукlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; натыйжалары bu чектөө dikkate alınarak okunmalıdır.
Yayın yılı: 2026.
Yayın platformu: SSRN.
Platform sтармакlayıcısı: Elsevier SSRN Preprint Services.
Yüklenen dosyada belirtмененn SSRN байланышsı:https://ssrn.com/abstract=7197013
Aynı başlık жана авторлорla doğrulanan diğer SSRN kaydı:https://ssrn.com/abstract=6759920
Doğrulanabмененn DOI:10.2139/ssrn.6759920
Bibliyoграфик uyarı: Yüklenen dosyanın alt bilgisindeki SSRN жазуу numarası 7197013’tür. Aynı изилдөө үчүн расмий aramada 6759920 numaralı жана 10.2139/ssrn.6759920 DOI’li başka bir SSRN kaydı da bulunmaktadır. İki kaydın sürüm ilişkisi жана 7197013 numaralı kaydın tam DOI bilgisi kesin катары doğrulanamamıştır. Kaynak байланышsı жана DOI yayından önce SSRN sayfasından yeniden kontrol edilmelidir.
Dergi: Hakemli bir dergi sürümü doğrulanamamıştır.
Özgün dergi yayınevi: Doğrulanmış bir hakemli dergi же dergi yayınevi жок. SSRN bir preprint platformudur жана hakemli dergi катары сууnulmamalıdır.
Finansman: Изилдөө, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfının 52073239 numaralı desteğiyle finanse edilmiştir.
Çıkar çatışması: Yazarlar bilinen bir finansal кызыкчылыктар кагылышы же изилдөөyı etkмененyebмененcek kişболсоl ilişki bildirmemiştir.
Veri erişimi: Verмененrin talep üzerine сууnulacтармакı белгиленген; ачык bir маалымат depoсуу байланышsı берилген эмес.
Yazar katkıları: Zhenyin Guo kavramsallaştırma, ыкма, изилдөө, талдоо, валидация, görselleştirme жана yazımda; Chen Peng, Kang Zhu жана Hongtao Li маалымат toplama, изилдөө жана görselleştirmede; Xianru He kavramsallaştırma, ыкма, danışmanlık, валидация жана metnin gözden geçirilmesinde görev almıştır.
Bu Türkçe ачыкlama жүкlenen изилдөөнүн ana metni, formülasyon таблицасуу, spektroskopik талдооleri, өрт тестleri, SEM/EDS жана Raman сүрөттөрү, механикалык экспериментleri жана жылуулук талдоо натыйжаларыna dayanılarak hazırlanmıştır. Изилдөөda bulunmayan bilimsel натыйжалар eklenmemiştir. Dış булакlar yalnızca başlık, авторлор, SSRN kaydı, DOI, platform жана yayın durumunun bibliyoграфик валидацияsı үчүн колдонулган.
Изилдөөnın temel чектөөлөрү; hakemlikten geçmemiş olması, ek bilgi dosyasının inceleнымemesi, kovalent bтармакlanmanın dolaylı kanıtlarla баалуулукlendirilmesi, жалпы түтүн өндүрүшүndeki artış, gaz fazı mekanizmalarının түздөн-түз ölçülmemesi, istatistiksel өзүнчөntıların sınırlı маалыматlmesi жана чыныгы ürün koşullarında uzun döным валидация түзүмlmamasıdır.

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