Bu çalışma, etilen-vinil asetat kauçuğun (ethylene-vinyl acetate rubber, EVM) yanıcılığını azaltırken mekanik özelliklerini de koruyup geliştirmek amacıyla DDDP adı verilen reaktif bir supramoleküler polimer alev geciktirici geliştirmiştir. DDDP; dietilentriamin penta(metilen fosfonik asit), dietilentriamin ve dimetilaminoetil metakrilatın moleküler öz düzenlenmesiyle hazırlanmış ve peroksit vulkanizasyonu sırasında EVM ağına kimyasal olarak bağlandığı öne sürülmüştür. Kütlece %25 DDDP içeren DDDP25 kompoziti, sınırlayıcı oksijen indeksini %23,2’den %29,3’e yükseltmiş, 3 mm kalınlığındaki numunelerde UL-94 V-0 derecesi elde etmiş ve tepe ısı salım hızını %71,9 azaltmıştır. Aynı formülasyonda çekme dayanımı 2,19 MPa’dan 5,76 MPa’ya, kopma uzaması ise %251,3’ten %510,5’e yükselmiştir. Bununla birlikte çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir; kimyasal aşılama, enerji dağıtımı ve gaz fazı alev geciktirme mekanizmalarının bazı bölümleri dolaylı deneylere ve mekanizma yorumlarına dayanmaktadır.

Çalışmanın temel yaklaşımı, geleneksel katkı tipi alev geciktiricilerde görülebilen zayıf ara yüz bağlanması ve faz ayrışması sorununu, alev geciktiriciyi vulkanizasyon sırasında kauçuk ağına bağlayarak azaltmaktır. DDDP aynı zamanda iyonik bağlar ve hidrojen bağları gibi geri dönüşümlü etkileşimlerden oluşan fiziksel bir çapraz bağ ağı meydana getirmektedir. Araştırmacılar, kimyasal bağların gerilimi EVM ile DDDP arasında aktardığını; fiziksel bağların ise deformasyon sırasında geçici olarak ayrılıp enerjiyi dağıtan “kurban bağlar” gibi davrandığını önermektedir.

Yangın testleri DDDP25’in yalnızca alevlenme davranışını değil, ısı ve gaz üretim hızlarını da değiştirdiğini göstermiştir. Tepe ısı salım hızı 1.229,0 kW/m²’den 345,3 kW/m²’ye, tepe duman üretim hızı 0,102 m²/s’den 0,043 m²/s’ye ve tepe karbonmonoksit üretim hızı 0,0195 g/s’den 0,0084 g/s’ye düşmüştür. Bununla birlikte toplam duman üretimi 6,1 m²’den 7,3 m²’ye yükselmiştir. Bu nedenle çalışma, DDDP25’in duman üretiminin tepe değerini azalttığını göstermekte; toplam duman miktarının her koşulda azaldığını göstermemektedir.

Türkiye açısından: Bu yaklaşım, Türkiye’de enerji ve haberleşme kabloları, otomotiv elastomerleri, conta ve sızdırmazlık elemanları, endüstriyel hortumlar ve yangın güvenliği gerektiren kauçuk bileşenleri geliştiren kuruluşlar açısından araştırma değeri taşımaktadır. Türkiye’de uygulamaya geçilebilmesi için yerli EVM sınıflarıyla formülasyon tekrarı, kablo ekstrüzyonu ve vulkanizasyon uyumluluğu, elektriksel yalıtım, yaşlandırma, nem ve kimyasal dayanım, düşük duman ve gaz toksisitesi, işlenebilirlik, maliyet ve ölçek büyütme testleri yapılmalıdır. Çalışmadan Türkiye’deki kablo standartlarına doğrudan uygunluk, uzun süreli saha ömrü, çevresel güvenlik, ticari üretim maliyeti veya seri üretim başarısı çıkarılamaz.

Araştırmanın temel problemi nedir?

EVM; yağ, sıcaklık ve yaşlanma direnci nedeniyle kablo, tel kaplaması, conta ve benzeri elastomer uygulamalarında kullanılmaktadır. Ancak polimer yapısındaki hidrokarbon bölümleri yanıcıdır ve malzemenin bünyesinde doğal bir alev geciktirici yapı bulunmamaktadır. Yüksek sıcaklık veya açık alev altında EVM yanabilir, yoğun ısı ve duman açığa çıkarabilir ve eriyerek damlayabilir.

Alev geciktirici katkılar fiziksel karıştırmayla polimer içine eklendiğinde, katkı ile polimer arasındaki etkileşim çoğunlukla van der Waals kuvvetleri veya hidrojen bağlarıyla sınırlı kalmaktadır. Zayıf ara yüz, faz ayrışmasına, gerilim yığılmasına ve mekanik özelliklerin bozulmasına yol açabilir. Bu nedenle alev geciktiricilik artarken çekme dayanımı veya esneklik düşebilmektedir.

Araştırmanın temel sorusu, EVM’ye kimyasal olarak bağlanabilen fakat aynı zamanda dinamik supramoleküler etkileşimler taşıyan bir alev geciktiricinin hem yangın performansını hem de mekanik özellikleri birlikte geliştirip geliştiremeyeceğidir.

DDDP nasıl hazırlanmıştır?

DDDP, üç farklı bileşenin supramoleküler öz düzenlenmesiyle hazırlanmıştır:

• DTPMP: Dietilentriamin penta(metilen fosfonik asit); fosfor içeren ve karbonlaşmayı desteklemesi beklenen bileşendir.
• DETA: Dietilentriamin; çok sayıda amin grubu taşıyan azotlu bileşendir.
• DMAEMA: Dimetilaminoetil metakrilat; amin grubu yanında karbon-karbon çift bağı taşıyarak peroksit vulkanizasyonuna katılabilen bileşendir.

Reaksiyon yüksek derecede ekzotermik olduğu için işlem 20 ± 5 °C ortam sıcaklığında ve 200 g deiyonize su içeren bir soğutma ortamında gerçekleştirilmiştir. İlk olarak %50 su içeren 36 g DTPMP çözeltisine 18 g deiyonize su ve 2,47 g DMAEMA eklenmiş, karışım 5 dakika tepkimeye bırakılmıştır. Ardından 6,79 g DETA eklenerek 5 dakika daha karıştırılmıştır. İkinci kez 2,47 g DMAEMA eklenmiş ve 5 dakika sonra DETA, pH yaklaşık 7 olana kadar damla damla ilave edilmiştir. Elde edilen çözelti 60 °C’de vakum altında sabit kütleye ulaşıncaya kadar kurutulmuş ve açık sarı, macun benzeri DDDP elde edilmiştir.

Spektroskopik analizler DDDP yapısı hakkında ne göstermektedir?

Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), başlangıç maddelerinin karakteristik bağ titreşimlerinin DDDP içinde korunduğunu ve bazı bantların supramoleküler etkileşimler nedeniyle yer değiştirdiğini göstermiştir. DTPMP’de 1.016 cm^-1 ve 934 cm^-1 civarında bulunan P-O bantları DDDP’de sırasıyla yaklaşık 1.060 cm^-1 ve 973 cm^-1 değerlerine kaymıştır. DMAEMA’nın ester karboniline ait C=O bandı DDDP’de 1.723 cm^-1 civarında gözlenmiştir. Yaklaşık 1.636 cm^-1 değerindeki birleşik bant ise DTPMP, DMAEMA ve DETA’dan gelen titreşimlerin üst üste binmesiyle ilişkilendirilmiştir.

X-ışını fotoelektron spektroskopisinde C 1s spektrumu C-C/C=C, C-N/C-P, C-O ve O-C=O bileşenlerine ayrılmıştır. N 1s spektrumunda 401,04 eV değerindeki bileşen protonlanmış C-N⁺, 399,14 eV değerindeki bileşen ise protonlanmamış C-N bağıyla ilişkilendirilmiştir. O 1s spektrumunda C=O/P=O, P-O^- ve C-O-C yapıları için sırasıyla 530,49 eV, 532,06 eV ve 533,32 eV civarında bileşenler belirlenmiştir. P 2p spektrumunda 133,09 eV değerinde tek bir simetrik pik görülmüş ve bu sonuç fosfonat anyonu yapısıyla ilişkilendirilmiştir.

Bu spektroskopik bulgular DDDP’nin hedeflenen fosfor, azot, ester ve doymamış karbon yapılarının oluştuğunu desteklemektedir. Ancak bu ölçümler esas olarak DDDP’yi karakterize etmektedir; EVM ile kurulan belirli bir kovalent bağın doğrudan kimyasal yapısını tek başına göstermemektedir.

EVM-DDDP kompozitleri nasıl üretilmiştir?

EVM önce iki merdaneli karıştırıcıda plastikleştirilmiştir. Kauçuk merdaneleri sardıktan sonra stearik asit, çinko oksit, polikarbodiimid, dioktil sebakat, DDDP ve vulkanizasyon bileşenleri sırayla eklenmiştir. Her bileşen ilavesinden sonra malzeme üç kez üçgen biçiminde sarılarak karıştırılmıştır. Karıştırma tamamlandıktan sonra merdane aralığı 1 mm’ye ayarlanmış ve levha hâline getirilen karışım oda sıcaklığında 24 saat bekletilmiştir.

Kompozitler 160 °C ve 10 MPa basınç altında, reometreyle belirlenen optimum vulkanizasyon süresine iki dakika eklenerek sıcak preslenmiştir. Numuneler DDDPX olarak adlandırılmıştır; X, toplam karışımdaki DDDP’nin kütlece yüzdesini göstermektedir. DDDP0 kontrol grubudur; DDDP5, DDDP10, DDDP15, DDDP20 ve DDDP25 sırasıyla kütlece %5, %10, %15, %20 ve %25 DDDP içermektedir.

DDDP’nin EVM ağına bağlandığı nasıl değerlendirilmiştir?

Araştırmacılar kovalent bağlanmayı doğrudan tek bir ölçümle değil, DSC ve suya daldırma deneylerinden oluşan bir kanıt bütünüyle değerlendirmiştir.

DMAEMA içermeyen DDDP0 ve DDDP15-noDMAEMA karışımlarının DSC eğrilerinde yaklaşık 173 °C ve 193 °C’de iki ayrı ekzotermik pik görülmüştür. Standart DDDP15 formülasyonunda bu iki süreç yaklaşık 180 °C’de tek bir pike dönüşmüştür. DMAEMA miktarı iki katına çıkarıldığında pik keskinleşmiş ve yaklaşık 189 °C’ye kaymıştır. Araştırmacılar, bu değişimin DMAEMA’daki C=C bağlarının vulkanizasyon sürecine katılması ve başlangıçta ayrı ilerleyen çapraz bağlanma süreçlerinin daha eş zamanlı hâle gelmesiyle uyumlu olduğunu belirtmektedir.

Suya daldırma deneyinde başlangıç kütlesi 1,000 g olan küçük kompozit parçaları 20 g deiyonize su içinde 96 saat tutulmuştur. Kurutma sonrasındaki kütle m₁ olarak alınmış ve çalışma, başlangıç kütlesi tam 1,000 g olduğu için kütle korunum oranını şu biçimde vermiştir:

\[ \chi(\%) = 100 \times m_1 \]

Burada m₁, daldırma ve son kurutma işleminden sonra gram cinsinden ölçülen kütledir. Genel bir kütle oranı denkleminde başlangıç kütlesi de paydada bulunurdu; çalışmada başlangıç kütlesi 1,000 g’a sabitlendiği için denklem bu biçimde yazılmıştır.

Ön kurutma yapılmayan numunelerde DDDP miktarı arttıkça kütle korunum oranı azalmıştır; DDDP0 için yaklaşık %98 olan değer DDDP25 için %95,1’e düşmüştür. Araştırmacılar bunu DDDP’nin havadan nem çekmesiyle açıklamıştır. Numuneler testten önce kurutulduğunda DDDP miktarına bağlı anlamlı bir kütle kaybı gözlenmemiş ve DDDP25’in değeri DDDP0’dan yaklaşık 0,1 yüzde puan daha yüksek bulunmuştur.

İkinci kontrol deneyinde DDDP’nin fosfonat gruplarının zirkonyum iyonlarıyla beyaz ve çözünmez bir çökelti oluşturması kullanılmıştır. Saf DDDP zirkonyum çözeltisine eklendiğinde bulanıklık ve çökelti oluşurken DDDP25’in daldırma sıvısı eklendiğinde çözelti büyük ölçüde berrak kalmıştır. Bu gözlem, kompozitten serbest DDDP veya serbest fosfonik asit gruplarının belirgin miktarda sızmadığını desteklemektedir.

DSC ve daldırma deneyleri DDDP’nin çapraz bağ ağına güçlü biçimde katıldığı görüşünü desteklemektedir. Bununla birlikte belirli EVM-DDDP kovalent bağlarının doğrudan NMR, katı hâl spektroskopisi veya bağa özgü başka bir yöntemle gösterilmemesi nedeniyle “kovalent aşılama” sonucu dolaylı kanıtların birlikte yorumlanmasına dayanmaktadır.

Sınırlayıcı oksijen indeksi nasıl değişmiştir?

Sınırlayıcı oksijen indeksi (limiting oxygen index, LOI), bir malzemenin yanmasını sürdürebildiği azot-oksijen karışımındaki en düşük oksijen yüzdesini ifade eder. Daha yüksek LOI değeri, belirli test koşullarında yanmanın sürdürülmesi için daha fazla oksijen gerektiğini gösterir.

DDDP miktarı arttıkça LOI düzenli biçimde yükselmiştir. DDDP0’ın LOI değeri %23,2 iken DDDP25’in değeri %29,3’e ulaşmıştır. Bu değişim 6,1 yüzde puanlık veya başlangıç değerine göre yaklaşık %26,3’lük göreli artıştır. Yanma sonrasında DDDP0 çok az katı artık bırakırken DDDP25’te yanma bölgesinden büyüyen sert ve siyah, sütun benzeri şişmiş kömürleşmiş yapılar gözlenmiştir.

UL-94 dikey yanma testi ne göstermiştir?

Dikey yanma testinde DDDP0 tutuşturma sonrasında yanmaya devam etmiş, alev tutucu kelepçeye kadar ilerlemiş ve damlayan malzeme pamuk göstergesini tutuşturmuştur. DDDP15 ve DDDP20 ilk tutuşturmadan sonra sırasıyla 1,9 ve 1,4 saniyede sönmüş ve pamuğu tutuşturmamıştır. Ancak ikinci tutuşturmadan sonra her iki numunenin de yanma süresi 30 saniyeyi aşmış ve derecelendirme alamamıştır.

DDDP25 ilk tutuşturmadan sonra 1,1 saniyede, ikinci tutuşturmadan sonra 2,7 saniyede sönmüş; yanıcı damlama ile pamuğu tutuşturmamış ve UL-94 V-0 derecesi elde etmiştir. Bu sonuç 130 × 13 × 3 mm boyutlarındaki numuneler ve çalışmada kullanılan GB/T 2408 test düzeni için geçerlidir. Farklı kalınlık, üretim yöntemi veya ürün geometrilerinde aynı sınıfın korunacağı doğrudan kabul edilemez.

Konik kalorimetre sonuçları yangın tehlikesi hakkında ne göstermektedir?

Konik kalorimetre deneyleri 100 × 100 × 3 mm boyutlarındaki numunelerde ve 50 kW/m² ısı akısı altında gerçekleştirilmiştir. DDDP25, kontrol numunesine göre tepe ısı salım hızını ve çeşitli gaz üretim hızlarını belirgin biçimde azaltmıştır.

Yangın performans indeksi çalışmada tutuşma süresinin tepe ısı salım hızına oranı olarak tanımlanmıştır:

\[ \mathrm{FPI} = \frac{\mathrm{TTI}}{\mathrm{PHRR}} \]

TTI saniye, PHRR kW/m² cinsinden verildiğinde FPI birimi m²·s/kW olur. Daha yüksek değer, tutuşmanın gecikmesi ve/veya tepe ısı salım hızının düşmesi nedeniyle daha düşük göreli yangın büyüme riskiyle ilişkilendirilir. DDDP25’te FPI artışının büyük bölümü, tutuşma süresindeki küçük değişimden değil PHRR’deki büyük düşüşten kaynaklanmıştır.

DDDP25’in tepe duman üretim hızı azalmış olmasına rağmen toplam duman üretimi yükselmiştir. Araştırmacılar bunu koruyucu kömür tabakasının hızlı ve tam yanmayı bastırmasına, ancak numunenin daha uzun süre közlenerek duman üretmeye devam etmesine bağlamaktadır. Dolayısıyla “duman bastırma” değerlendirmesi yalnızca tepe hız için geçerlidir; toplam duman yükü açısından bir üstünlük gösterilmemiştir.

Kömür tabakası nasıl oluşmuştur?

Konik kalorimetre sonrasında DDDP0 çok az kalıntı bırakırken DDDP25 parçalanmaya dirençli, bütünlüğünü koruyan ve hacimce genişlemiş bir artık oluşturmuştur. Başlangıç numunesi 3 mm kalınlığındayken DDDP25’in şişmiş kömür tabakası yaklaşık 25 mm yüksekliğe ulaşmıştır. Böylece alev ile alttaki polimer arasında daha kalın bir ısı ve kütle aktarım engeli meydana gelmiştir.

DDDP0 kalıntısında 50 µm’den küçük elipsoitlerden oluşan petek benzeri gözenekli yapılar görülmüş ve bunların yüksek çinko içeriği nedeniyle büyük ölçüde ZnO olduğu yorumlanmıştır. DDDP25 kalıntısında ise 10-50 µm büyüklüğünde, birbirine temas eden düzensiz grafitik parçacıklar belirlenmiştir.

Raman analizinde D ve G bantlarının şiddet oranı olan I_D/I_G, DDDP0 için 3,72 iken DDDP25 için 1,82 olarak ölçülmüştür. Çalışmanın yorumuna göre daha düşük oran, karbonlu yapıda daha yüksek düzenlilik ve grafitleşme derecesine işaret etmektedir. Bu sonuç, SEM/EDS’de görülen karbonca zengin ve birbirine bağlı artık yapısıyla uyumludur.

Önerilen alev geciktirme mekanizması nedir?

Araştırmacıların önerdiği mekanizma hem yoğun faz hem de gaz fazı katkılarını içermektedir. DDDP ısındığında fosforik asit, metafosforik asit ve polifosforik asit benzeri asidik türlerin oluştuğu; bu türlerin EVM’nin susuzlaşmasını ve karbonlaşmasını desteklediği düşünülmektedir. Fosforca zengin, çapraz bağlı ve şişmiş kömür tabakası:

• Alttaki polimere ısı aktarımını sınırlar.
• Yanıcı bozunma ürünlerinin dışarı çıkışını yavaşlatır.
• Oksijenin polimer yüzeyine ulaşmasını güçleştirir.
• Erimiş polimerin damlamasını azaltır.

DDDP’nin azot içeren bozunma ürünlerinin NH₃ ve N₂ gibi yanıcı olmayan gazlar oluşturarak kömür tabakasını şişirebileceği ve yanıcı gazları seyreltebileceği öne sürülmüştür. Ayrıca literatüre dayanılarak PO· ve PO₂· gibi fosforlu radikallerin alevdeki zincir tepkimelerini kesebileceği belirtilmiştir.

Kömür oluşumu, şişme, kalıntı miktarı, Raman analizi ve ısı salımındaki düşüş yoğun faz mekanizmasını doğrudan desteklemektedir. Buna karşılık NH₃, N₂, PO· ve PO₂· türleri bu çalışmada gaz analizi veya radikal spektroskopisiyle doğrudan ölçülmemiştir. Gaz fazı mekanizması deneysel olarak kesinleştirilmiş bir sonuç değil, literatür ve gözlenen yanma davranışıyla uyumlu bir mekanizma önerisidir.

Mekanik özellikler nasıl değişmiştir?

DDDP miktarı arttıkça çekme dayanımı ve kopma uzaması genel olarak birlikte yükselmiştir. Kontrol grubunda çekme dayanımı 2,19 MPa ve kopma uzaması %251,3 iken DDDP25’te çekme dayanımı 5,76 MPa, kopma uzaması %510,5 olarak ölçülmüştür.

Araştırmacılar bu eş zamanlı güçlenme ve uzama artışını iki ağın birlikte çalışmasıyla açıklamaktadır. Peroksit vulkanizasyonuyla oluşan kimyasal çapraz bağların gerilimi EVM ile DDDP arasında aktardığı; iyonik etkileşimler ve hidrojen bağlarından oluşan dinamik fiziksel ağın ise deformasyon sırasında ayrılıp yeniden düzenlenerek enerji dağıttığı düşünülmektedir.

Bu açıklama gerilme-uzama sonuçlarıyla uyumludur. Bununla birlikte kurban bağ mekanizması çevrimsel yükleme, histerezis, gerilme gevşemesi, bağların yeniden oluşumu veya deformasyon sırasında spektroskopik izleme ile doğrudan gösterilmemiştir. Mekanizma, supramoleküler yapı bilgisi ve makroskopik mekanik eğilimlerin birlikte yorumlanmasına dayanmaktadır.

Termal bozunma nasıl değişmiştir?

EVM’nin termal bozunması iki ana aşamada gerçekleşmiştir. Yaklaşık 220-400 °C arasındaki ilk aşama vinil asetat bölümlerinin deasetilasyonuyla, 400-500 °C arasındaki ikinci aşama ise ana polimer zincirinin küçük hidrokarbonlar ve karbon oksitler oluşturacak biçimde parçalanmasıyla ilişkilendirilmiştir.

DDDP25’in maksimum bozunma sıcaklıkları kontrol grubundan belirgin biçimde yüksek değildir. Buna karşılık her iki aşamadaki maksimum kütle kaybı hızları düşmüş ve 800 °C’de kalan katı miktarı artmıştır. Bu nedenle çalışma bağlamında “termal kararlılık artışı”, bozunmanın çok daha yüksek sıcaklıkta başlamasından ziyade bozunma hızının yavaşlaması ve daha fazla koruyucu karbonlu artık oluşması anlamına gelmektedir.

Çalışmanın güçlü yönleri nelerdir?

• Alev geciktiricilik ile mekanik güçlendirme aynı formülasyon içinde incelenmiştir.
• LOI, UL-94, konik kalorimetre, çekme ve TGA gibi farklı performans testleri birlikte kullanılmıştır.
• Kömür tabakası makroskopik fotoğraflar, SEM/EDS ve Raman analiziyle değerlendirilmiştir.
• DDDP oranının %0’dan %25’e kadar kademeli değiştirilmesi doz-performans eğilimini göstermiştir.
• Suya daldırma ve zirkonyum koordinasyon deneyleri serbest alev geciktirici sızıntısını değerlendirmiştir.
• DDDP25’in hem çekme dayanımını hem kopma uzamasını artırması, geleneksel sert dolgu-güçlendirme dengesinden farklı bir sonuç sunmuştur.

Çalışmanın sınırlılıkları nelerdir?

• Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Ana metinde atıf yapılan ek şekil ve tablolar yüklenen dosyada bulunmamaktadır.
• Kovalent aşılama, doğrudan bağ yapısını gösteren tek bir yöntem yerine DSC ve sızma deneylerinden çıkarılmıştır.
• Yangın ve mekanik deneylerin tekrar sayıları, hata ölçüsünün türü ve istatistiksel anlamlılık değerleri ana metnin bütün bölümlerinde açıkça verilmemiştir.
• Tepe duman üretim hızı düşmesine rağmen toplam duman üretimi yükselmiştir.
• Gaz fazında önerilen fosforlu radikaller ve azotlu gazlar doğrudan ölçülmemiştir.
• “Kurban bağ” ve enerji dağıtımı mekanizması çevrimsel mekanik deneylerle doğrudan sınanmamıştır.
• Suya daldırma deneyi 96 saatlik deiyonize su koşuluyla sınırlıdır; uzun dönem nem, tuzlu su, yağ ve kimyasal ortam performansı değerlendirilmemiştir.
• Elektriksel yalıtım, kablo ekstrüzyonu, dinamik yorulma, termal yaşlandırma ve hava koşullarına dayanım test edilmemiştir.
• Çalışmanın “yeşil” malzeme yaklaşımı iddiasını doğrulayacak toksisite, yaşam döngüsü, biyobozunma veya çevresel salım analizi yapılmamıştır.
• Tablo 1 açıklamasında DDDP yerine “ABDP” ifadesi yer almaktadır; formülasyon satırları ve çalışmanın geri kalanı bunun yazım hatası olduğunu düşündürmektedir.

Çalışma neyi desteklemektedir?

Çalışma, DDDP’nin EVM formülasyonuna eklenmesinin belirli laboratuvar koşullarında LOI, UL-94 sınıfı, tepe ısı salımı, tepe duman üretim hızı, katı artık oluşumu, çekme dayanımı ve kopma uzaması üzerinde olumlu değişiklikler oluşturduğunu desteklemektedir. Bulgular, fosfor ve azot içeren supramoleküler bir yapının peroksit vulkanizasyonuyla aynı ağ içinde birleştirilmesinin katkı tipi alev geciktiricilere alternatif bir tasarım yaklaşımı olabileceğini göstermektedir.

Çalışma neyi kanıtlamamaktadır?

Çalışma DDDP25’in bütün EVM sınıflarında, bütün ürün kalınlıklarında veya ticari kablo üretiminde aynı UL-94 derecesini sağlayacağını kanıtlamamaktadır. Sonuçlar uzun dönem saha güvenliği, elektriksel performans, gaz toksisitesi, düşük duman kablo standartlarına uygunluk, geri dönüşüm, çevresel üstünlük, ekonomik uygulanabilirlik veya endüstriyel ölçek başarısı anlamına gelmemektedir. Tepe duman üretim hızındaki düşüş, toplam duman miktarının azaldığı şeklinde yorumlanmamalıdır.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Temel kompozit formülasyonu

phr, yüz kauçuk parçası başına bileşen miktarını ifade eder. DDDP ise çalışmada toplam karışımın kütlece yüzdesi olarak verilmiştir.

Karakterizasyon ve deney koşulları

DDDP25 için öne çıkan sonuçlar

• LOI değeri %29,3’e ulaşmıştır.
• UL-94 V-0 derecesi elde edilmiştir.
• İlk ve ikinci tutuşturma sonrası yanma süreleri sırasıyla 1,1 ve 2,7 saniyedir.
• Tepe ısı salım hızı %71,9 azalmıştır.
• 200. saniyedeki toplam ısı salımı %49,5 azalmıştır.
• Tepe duman üretim hızı %57,8 azalmıştır.
• Tepe CO ve CO2 üretim hızları sırasıyla %56,9 ve %77,3 azalmıştır.
• Toplam duman üretimi 6,1 m²’den 7,3 m²’ye yükselmiştir.
• Konik kalorimetre sonundaki kütle kalıntısı %5,1’den %16,5’e yükselmiştir.
• Şişmiş kömür tabakası yaklaşık 25 mm yüksekliğe ulaşmıştır.
• Raman I_D/I_G oranı 3,72’den 1,82’ye düşmüştür.
• Çekme dayanımı 5,76 MPa’ya ulaşmıştır.
• Kopma uzaması %510,5’e ulaşmıştır.
• TGA sonundaki kömür kalıntısı %5,3’ten %14,3’e yükselmiştir.

Sonuçların bütünü, DDDP25’in çalışmada kullanılan EVM formülasyonu ve laboratuvar test koşullarında yangın büyüme hızını azaltırken mekanik dayanım ve uzamayı birlikte geliştirdiğini göstermektedir. En önemli yorum sınırı, bu performansın ticari ürün geometrileri ve uzun süreli kullanım koşullarında henüz doğrulanmamış olmasıdır.

Kaynak ve Yöntem Notu

Çalışmanın tam özgün adı:Supramolecular Polymer-Grafted Ethylene-Vinyl Acetate Rubber with Superior Flame Retardancy and Reinforcement

Yazarlar ve sıraları: Zhenyin Guo; Chen Peng; Kang Zhu; Hongtao Li; Xianru He.

Eşit katkılı yazar bilgisi: Çalışmada eşit katkılı veya ortak birinci yazar bilgisi belirtilmemiştir.

Sorumlu yazar: Xianru He.

Kurum: School of New Energy and Materials, Southwest Petroleum University, Chengdu, Çin.

Kaynak türü: Laboratuvar ölçekli malzeme üretimi, yangın testleri, mekanik deneyler ve mikroyapı karakterizasyonu içeren deneysel preprint araştırma makalesi.

Hakemlik durumu: Bu çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; sonuçları bu sınırlılık dikkate alınarak okunmalıdır.

Yayın yılı: 2026.

Yayın platformu: SSRN.

Platform sağlayıcısı: Elsevier SSRN Preprint Services.

Yüklenen dosyada belirtilen SSRN bağlantısı:https://ssrn.com/abstract=7197013

Aynı başlık ve yazarlarla doğrulanan diğer SSRN kaydı:https://ssrn.com/abstract=6759920

Doğrulanabilen DOI:10.2139/ssrn.6759920

Bibliyografik uyarı: Yüklenen dosyanın alt bilgisindeki SSRN kayıt numarası 7197013’tür. Aynı çalışma için resmî aramada 6759920 numaralı ve 10.2139/ssrn.6759920 DOI’li başka bir SSRN kaydı da bulunmaktadır. İki kaydın sürüm ilişkisi ve 7197013 numaralı kaydın tam DOI bilgisi kesin olarak doğrulanamamıştır. Kaynak bağlantısı ve DOI yayından önce SSRN sayfasından yeniden kontrol edilmelidir.

Dergi: Hakemli bir dergi sürümü doğrulanamamıştır.

Özgün dergi yayınevi: Doğrulanmış bir hakemli dergi veya dergi yayınevi bulunmamaktadır. SSRN bir preprint platformudur ve hakemli dergi olarak sunulmamalıdır.

Finansman: Araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfının 52073239 numaralı desteğiyle finanse edilmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar bilinen bir finansal çıkar çatışması veya çalışmayı etkileyebilecek kişisel ilişki bildirmemiştir.

Veri erişimi: Verilerin talep üzerine sunulacağı belirtilmiştir; açık bir veri deposu bağlantısı verilmemiştir.

Yazar katkıları: Zhenyin Guo kavramsallaştırma, yöntem, araştırma, analiz, doğrulama, görselleştirme ve yazımda; Chen Peng, Kang Zhu ve Hongtao Li veri toplama, araştırma ve görselleştirmede; Xianru He kavramsallaştırma, yöntem, danışmanlık, doğrulama ve metnin gözden geçirilmesinde görev almıştır.

Bu Türkçe açıklama yüklenen çalışmanın ana metni, formülasyon tablosu, spektroskopik analizleri, yangın testleri, SEM/EDS ve Raman görüntüleri, mekanik deneyleri ve termal analiz sonuçlarına dayanılarak hazırlanmıştır. Çalışmada bulunmayan bilimsel sonuçlar eklenmemiştir. Dış kaynaklar yalnızca başlık, yazarlar, SSRN kaydı, DOI, platform ve yayın durumunun bibliyografik doğrulaması için kullanılmıştır.

Çalışmanın temel sınırlılıkları; hakemlikten geçmemiş olması, ek bilgi dosyasının incelenememesi, kovalent bağlanmanın dolaylı kanıtlarla değerlendirilmesi, toplam duman üretimindeki artış, gaz fazı mekanizmalarının doğrudan ölçülmemesi, istatistiksel ayrıntıların sınırlı verilmesi ve gerçek ürün koşullarında uzun dönem doğrulama yapılmamasıdır.