Utafiti huu umetengeneza kizuia-moto cha polima ya supramolekuli tendaji kinachoitwa DDDP kwa lengo la kupunguza uwakaji wa mpira wa ethylene-vinyl acetate (ethylene-vinyl acetate rubber, EVM) huku kikihifadhi na kuboresha sifa zake za kimitambo. DDDP iliandaliwa kwa kujipanga kwa molekuli za diethylenetriamine penta(methylene phosphonic acid), diethylenetriamine na dimethylaminoethyl methacrylate, na imependekezwa kwamba huunganishwa kikemia na mtandao wa EVM wakati wa vulkanizesheni ya peroksidi. Kompoziti DDDP25 yenye %25 DDDP kwa wingi iliongeza fahirisi ya oksijeni ya kikomo kutoka %23,2 hadi %29,3, ikapata daraja la UL-94 V-0 katika sampuli zenye unene wa 3 mm na kupunguza kiwango cha kilele cha utoaji joto kwa %71,9. Katika fomula hiyo hiyo, nguvu ya mvutano iliongezeka kutoka 2,19 MPa hadi 5,76 MPa, huku urefukaji wakati wa kuvunjika ukiongezeka kutoka %251,3 hadi %510,5. Hata hivyo, utafiti huu haujapitia tathmini ya rika; baadhi ya sehemu za upandikizaji wa kikemia, usambazaji wa nishati na mifumo ya kuzuia moto katika awamu ya gesi zinategemea majaribio yasiyo ya moja kwa moja na tafsiri za kimekanizimu.

Mbinu kuu ya utafiti ni kupunguza tatizo la mshikamano dhaifu kwenye kiolesura na utengano wa awamu unaoweza kuonekana katika vizuia-moto vya kawaida vya aina ya nyongeza kwa kuunganisha kizuia-moto kwenye mtandao wa mpira wakati wa vulkanizesheni. DDDP pia huunda mtandao wa kimwili wa viunganishi vya msalaba unaojumuisha mwingiliano unaoweza kurudi nyuma kama vifungo vya ioni na vifungo vya hidrojeni. Watafiti wanapendekeza kwamba vifungo vya kikemia huhamisha mkazo kati ya EVM na DDDP, huku vifungo vya kimwili vikijitenga kwa muda wakati wa ulemavu na kufanya kazi kama “vifungo sadaka” vinavyosambaza nishati.

Majaribio ya moto yalionyesha kwamba DDDP25 hubadilisha si tu tabia ya kuwaka bali pia viwango vya uzalishaji wa joto na gesi. Kiwango cha kilele cha utoaji joto kilipungua kutoka 1.229,0 kW/m² hadi 345,3 kW/m², kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi kutoka 0,102 m²/s hadi 0,043 m²/s, na kiwango cha kilele cha uzalishaji wa monoksidi kaboni kutoka 0,0195 g/s hadi 0,0084 g/s. Hata hivyo, jumla ya uzalishaji wa moshi iliongezeka kutoka 6,1 m² hadi 7,3 m². Kwa hiyo, utafiti unaonyesha kwamba DDDP25 hupunguza thamani ya kilele ya uzalishaji wa moshi, lakini hauonyeshi kwamba jumla ya moshi hupungua katika hali zote.

Kwa mtazamo wa Uturuki: Mbinu hii ina thamani ya utafiti kwa mashirika nchini Uturuki yanayotengeneza nyaya za nishati na mawasiliano, elastoma za magari, gasketi na vipengele vya kuziba, mabomba ya viwandani na vipengele vya mpira vinavyohitaji usalama dhidi ya moto. Kabla ya kutumika nchini Uturuki, inapaswa kufanyiwa kurudiwa kwa fomula kwa madaraja ya EVM yanayopatikana nchini, upatanifu wa ekstrusheni ya kebo na vulkanizesheni, insulation ya umeme, kuzeeka, ustahimilivu wa unyevu na kemikali, moshi mdogo na sumu ya gesi, urahisi wa usindikaji, gharama na majaribio ya kuongeza kiwango cha uzalishaji. Kutokana na utafiti huu haiwezi kuhitimishwa kuwa kuna ulinganifu wa moja kwa moja na viwango vya nyaya vya Uturuki, maisha marefu ya huduma shambani, usalama wa mazingira, faida ya gharama za uzalishaji wa kibiashara au mafanikio ya uzalishaji wa wingi.

Tatizo kuu la utafiti ni lipi?

EVM hutumiwa katika nyaya, mipako ya waya, gasketi na matumizi mengine ya elastoma kwa sababu ya ustahimilivu wake dhidi ya mafuta, joto na kuzeeka. Hata hivyo, sehemu za hidrokaboni katika muundo wa polima huwaka, na nyenzo yenyewe haina muundo wa asili wa kuzuia moto. Chini ya joto la juu au mwali wa wazi, EVM inaweza kuwaka, kutoa joto na moshi mwingi, na kuyeyuka huku ikidondoka.

Viongeza vya kuzuia moto vinapoongezwa kwenye polima kwa kuchanganywa kimwili, mwingiliano kati ya kiongeza na polima kwa kawaida huwa mdogo kwa nguvu za van der Waals au vifungo vya hidrojeni. Kiolesura dhaifu kinaweza kusababisha utengano wa awamu, mkusanyiko wa mkazo na kuzorota kwa sifa za kimitambo. Kwa hiyo, kuongezeka kwa uwezo wa kuzuia moto kunaweza kuambatana na kupungua kwa nguvu ya mvutano au unyumbufu.

Swali kuu la utafiti ni kama kizuia-moto kinachoweza kuunganishwa kikemia na EVM huku pia kikiwa na mwingiliano wa supramolekuli unaobadilika kinaweza kuboresha kwa pamoja utendaji wa moto na sifa za kimitambo.

DDDP iliandaliwa vipi?

DDDP iliandaliwa kwa kujipanga kwa supramolekuli kwa vipengele vitatu tofauti:

• DTPMP: Diethylenetriamine penta(methylene phosphonic acid); ni kipengele chenye fosforasi kinachotarajiwa kusaidia kabonishaji.
• DETA: Diethylenetriamine; ni kipengele chenye nitrojeni na vikundi vingi vya amini.
• DMAEMA: Dimethylaminoethyl methacrylate; ni kipengele chenye kundi la amini pamoja na kifungo maradufu cha kaboni-kaboni, hivyo kinaweza kushiriki katika vulkanizesheni ya peroksidi.

Kwa kuwa mmenyuko ulikuwa wa kutoa joto sana, mchakato ulifanywa katika joto la mazingira la 20 ± 5 °C na ndani ya mazingira ya kupooza yenye 200 g ya maji yaliyopunguzwa ioni. Kwanza, 18 g ya maji yaliyopunguzwa ioni na 2,47 g ya DMAEMA ziliongezwa kwenye 36 g ya suluhisho la DTPMP lenye %50 maji, kisha mchanganyiko ukaachwa kwa 5 dakika ili uitikie. Baadaye, 6,79 g ya DETA iliongezwa na kuchanganywa kwa dakika nyingine 5. Kwa mara ya pili 2,47 g ya DMAEMA iliongezwa, na baada ya 5 dakika DETA ikaongezwa tone kwa tone hadi pH ilipofikia takriban 7. Suluhisho lililopatikana likaushwa chini ya utupu katika 60 °C hadi kufikia wingi thabiti, na DDDP ya manjano hafifu yenye umbo la pasta ikapatikana.

Uchambuzi wa spektroskopia unaonyesha nini kuhusu muundo wa DDDP?

Spektroskopia ya infraredi yenye ubadilishaji wa Fourier (FTIR) ilionyesha kwamba mitetemo bainifu ya vifungo vya malighafi ilihifadhiwa ndani ya DDDP na kwamba baadhi ya bendi zilisogea kwa sababu ya mwingiliano wa supramolekuli. Bendi za P-O zilizokuwa karibu na 1.016 cm^-1 na 934 cm^-1 katika DTPMP zilisogea hadi takriban 1.060 cm^-1 na 973 cm^-1 mtawalia katika DDDP. Bendi ya C=O ya kabonili ya esta ya DMAEMA ilionekana karibu na 1.723 cm^-1 katika DDDP. Bendi iliyounganishwa karibu na 1.636 cm^-1 ilihusishwa na mwingiliano wa mitetemo kutoka DTPMP, DMAEMA na DETA.

Katika spektroskopia ya fotoelektroni ya mionzi-X, spektra ya C 1s ilitenganishwa kuwa vipengele vya C-C/C=C, C-N/C-P, C-O na O-C=O. Katika spektra ya N 1s, kipengele cha 401,04 eV kilihusishwa na C-N⁺ iliyoprotoni, huku kipengele cha 399,14 eV kikihusishwa na kifungo cha C-N kisichoprotoni. Katika spektra ya O 1s, vipengele vya miundo ya C=O/P=O, P-O^- na C-O-C vilitambuliwa karibu na 530,49 eV, 532,06 eV na 533,32 eV mtawalia. Katika spektra ya P 2p, kilele kimoja cha ulinganifu kilionekana katika 133,09 eV, na matokeo haya yakahusishwa na muundo wa anioni ya fosfonati.

Matokeo haya ya spektroskopia yanaunga mkono uundaji wa miundo lengwa ya fosforasi, nitrojeni, esta na kaboni isiyoshiba ndani ya DDDP. Hata hivyo, vipimo hivi hasa vinatambulisha DDDP; haviwezi peke yake kuonyesha moja kwa moja muundo wa kikemia wa kifungo maalumu cha kovalenti kilichoundwa na EVM.

Kompoziti za EVM-DDDP zilitengenezwa vipi?

EVM kwanza ilifanyiwa plastisasi katika kichanganyaji cha rola mbili. Baada ya mpira kuzunguka rola, asidi steariki, oksidi ya zinki, polycarbodiimide, dioctyl sebacate, DDDP na vipengele vya vulkanizesheni viliongezwa kwa mpangilio. Baada ya kila kiongeza, nyenzo ilizungushwa kwa umbo la pembetatu mara tatu ili kuchanganywa. Baada ya kuchanganya kukamilika, nafasi kati ya rola iliwekwa kuwa 1 mm na mchanganyiko uliogeuzwa kuwa karatasi ukaachwa katika joto la kawaida kwa 24 saa.

Kompoziti zilibanwa kwa moto katika 160 °C na shinikizo la 10 MPa, kwa kuongeza dakika mbili kwenye muda bora wa vulkanizesheni uliobainishwa kwa rheomita. Sampuli ziliitwa DDDPX; X inaonyesha asilimia ya DDDP kwa wingi katika mchanganyiko wote. DDDP0 ni kundi la udhibiti; DDDP5, DDDP10, DDDP15, DDDP20 na DDDP25 zina %5, %10, %15, %20 na %25 DDDP kwa wingi mtawalia.

Uunganishaji wa DDDP kwenye mtandao wa EVM ulitathminiwaje?

Watafiti walitathmini uunganishaji wa kovalenti si kwa kipimo kimoja cha moja kwa moja, bali kwa mkusanyiko wa ushahidi kutoka DSC na majaribio ya kuzamisha majini.

Kwenye mikunjo ya DSC ya mchanganyiko wa DDDP0 na DDDP15-noDMAEMA usio na DMAEMA, vilele viwili tofauti vya ekzothermiki vilionekana karibu na 173 °C na 193 °C. Katika fomula ya kawaida ya DDDP15, michakato hii miwili iliungana kuwa kilele kimoja karibu na 180 °C. Kiasi cha DMAEMA kilipoongezwa mara mbili, kilele kilikuwa kikali zaidi na kusogea hadi karibu 189 °C. Watafiti wanasema kwamba mabadiliko haya yanaendana na ushiriki wa vifungo C=C vya DMAEMA katika mchakato wa vulkanizesheni na kufanyika kwa pamoja zaidi kwa michakato ya uunganishaji wa msalaba iliyokuwa ikitokea kando mwanzoni.

Katika jaribio la kuzamisha majini, vipande vidogo vya kompoziti vyenye wingi wa awali wa 1,000 g viliwekwa katika 20 g ya maji yaliyopunguzwa ioni kwa 96 saa. Wingi baada ya kukausha uliitwa m₁, na kwa kuwa wingi wa awali ulikuwa hasa 1,000 g, utafiti uliandika uwiano wa uhifadhi wa wingi kwa namna hii:

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

Hapa m₁ ni wingi uliopimwa kwa gramu baada ya kuzamisha na kukausha kwa mwisho. Katika mlinganyo wa jumla wa uwiano wa wingi, wingi wa awali pia ungekuwepo kwenye denominator; katika utafiti huu wingi wa awali uliwekwa kuwa 1,000 g, ndiyo maana mlinganyo uliandikwa kwa namna hii.

Katika sampuli ambazo hazikukaushwa mapema, uwiano wa uhifadhi wa wingi ulipungua kadiri kiasi cha DDDP kilivyoongezeka; thamani ya takriban %98 kwa DDDP0 ilishuka hadi %95,1 kwa DDDP25. Watafiti walieleza hali hii kwa uwezo wa DDDP kufyonza unyevu kutoka hewani. Sampuli zilipokaushwa kabla ya jaribio, hakukuonekana upotevu mkubwa wa wingi unaotegemea kiasi cha DDDP, na thamani ya DDDP25 ilikuwa takriban pointi 0,1 za asilimia juu kuliko DDDP0.

Katika jaribio la pili la udhibiti, ilitumiwa tabia ya vikundi vya fosfonati vya DDDP kuunda mashapo meupe yasiyoyeyuka pamoja na ioni za zirconiamu. DDDP safi ilipoongezwa kwenye suluhisho la zirconiamu kulitokea ukungu na mashapo, lakini kioevu cha kuzamishia DDDP25 kilipoongezwa, suluhisho lilibaki kwa kiasi kikubwa wazi. Uangalizi huu unaunga mkono kwamba DDDP huru au vikundi huru vya asidi fosfoniki havikuvuja kwa kiasi kikubwa kutoka kwenye kompoziti.

Majaribio ya DSC na kuzamisha yanaunga mkono wazo kwamba DDDP imeshiriki kwa nguvu katika mtandao wa viunganishi vya msalaba. Hata hivyo, kwa sababu vifungo maalumu vya kovalenti vya EVM-DDDP havikuonyeshwa moja kwa moja kwa NMR, spektroskopia ya hali ngumu au mbinu nyingine mahsusi kwa kifungo, hitimisho la “upandikizaji wa kovalenti” linategemea tafsiri ya pamoja ya ushahidi usio wa moja kwa moja.

Fahirisi ya oksijeni ya kikomo ilibadilikaje?

Fahirisi ya oksijeni ya kikomo (limiting oxygen index, LOI) ni asilimia ya chini kabisa ya oksijeni katika mchanganyiko wa nitrojeni-oksijeni ambayo nyenzo inaweza kuendelea kuwaka. Thamani ya juu ya LOI inaonyesha kwamba oksijeni zaidi inahitajika ili kuendeleza mwako katika hali maalumu za jaribio.

LOI iliongezeka kwa mpangilio kadiri kiasi cha DDDP kilivyoongezeka. Thamani ya LOI ya DDDP0 ilikuwa %23,2, huku DDDP25 ikifikia %29,3. Mabadiliko haya ni ongezeko la pointi 6,1 za asilimia au ongezeko la karibu %26,3 ikilinganishwa na thamani ya awali. Baada ya mwako, DDDP0 iliacha mabaki machache sana ya kigumu, wakati DDDP25 ilionyesha miundo migumu, myeusi, iliyovimba kama nguzo na iliyokabonika iliyokua kutoka eneo la mwako.

Jaribio la mwako wima la UL-94 lilionyesha nini?

Katika jaribio la mwako wima, DDDP0 iliendelea kuwaka baada ya kuwashwa, mwali ukafika hadi kwenye klipu ya kushikilia na nyenzo iliyodondoka ikawasha kiashiria cha pamba. DDDP15 na DDDP20 zilizimika baada ya kuwashwa kwa mara ya kwanza ndani ya 1,9 na 1,4 sekunde mtawalia na hazikuwasha pamba. Hata hivyo, baada ya kuwashwa kwa mara ya pili, muda wa mwako wa sampuli zote mbili ulizidi 30 sekunde na hazikuweza kupata daraja.

DDDP25 ilizimika katika 1,1 sekunde baada ya kuwashwa kwa kwanza na 2,7 sekunde baada ya kuwashwa kwa pili; haikuwasha pamba kwa matone yanayowaka na ikapata daraja la UL-94 V-0. Matokeo haya yanatumika kwa sampuli za 130 × 13 × 3 mm na mpangilio wa jaribio wa GB/T 2408 uliotumiwa katika utafiti. Haiwezi kudhaniwa moja kwa moja kwamba daraja hilo hilo litaendelea katika unene, njia ya utengenezaji au jiometri tofauti za bidhaa.

Matokeo ya kalorimita ya koni yanaonyesha nini kuhusu hatari ya moto?

Majaribio ya kalorimita ya koni yalifanywa kwa sampuli za 100 × 100 × 3 mm chini ya mtiririko wa joto wa 50 kW/m². DDDP25 ilipunguza kwa kiasi kikubwa kiwango cha kilele cha utoaji joto na viwango mbalimbali vya uzalishaji wa gesi ikilinganishwa na sampuli ya udhibiti.

Fahirisi ya utendaji wa moto ilifafanuliwa katika utafiti kama uwiano wa muda wa kuwaka kwa kiwango cha kilele cha utoaji joto:

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

TTI inapopewa kwa sekunde na PHRR kwa kW/m², kitengo cha FPI huwa m²·s/kW. Thamani kubwa inahusishwa na hatari ndogo kwa kulinganisha ya ukuaji wa moto kutokana na kuchelewa kwa kuwaka na/au kupungua kwa kiwango cha kilele cha utoaji joto. Sehemu kubwa ya ongezeko la FPI katika DDDP25 lilitokana si na mabadiliko madogo ya muda wa kuwaka, bali na upungufu mkubwa wa PHRR.

Ingawa kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi katika DDDP25 kilipungua, jumla ya uzalishaji wa moshi iliongezeka. Watafiti wanahusisha hili na tabaka la makaa ya kinga kukandamiza mwako wa haraka na kamili, huku sampuli ikiendelea kufukuta kwa muda mrefu zaidi na kuendelea kutoa moshi. Kwa hiyo, tathmini ya “kukandamiza moshi” inatumika tu kwa kiwango cha kilele; hakuna ubora ulioonyeshwa kwa mzigo wa jumla wa moshi.

Tabaka la makaa liliundwaje?

Baada ya kalorimita ya koni, DDDP0 iliacha mabaki machache sana, huku DDDP25 ikiunda mabaki yanayostahimili kusambaratika, yanayodumisha uadilifu wake na yaliyopanuka kwa ujazo. Wakati sampuli ya awali ilikuwa na unene wa 3 mm, tabaka la makaa lililovimba la DDDP25 lilifikia urefu wa takriban 25 mm. Hivyo, kizuizi kinene zaidi cha uhamishaji wa joto na wingi kiliundwa kati ya mwali na polima iliyo chini.

Katika mabaki ya DDDP0, miundo yenye vinyweleo kama sega la asali iliyoundwa na ellipsoidi ndogo kuliko 50 µm ilionekana, na kwa sababu ya kiwango kikubwa cha zinki ilitafsiriwa kuwa kwa kiasi kikubwa ZnO. Katika mabaki ya DDDP25, chembe za grafiti zisizo za kawaida zenye ukubwa wa 10-50 µm na zinazogusana zilitambuliwa.

Katika uchambuzi wa Raman, uwiano wa nguvu za bendi D na G, I_D/I_G, ulipimwa kuwa 3,72 kwa DDDP0 na 1,82 kwa DDDP25. Kulingana na tafsiri ya utafiti, uwiano wa chini unaashiria mpangilio mkubwa zaidi na kiwango cha juu cha grafitishaji katika muundo wa kaboni. Matokeo haya yanaendana na muundo wa mabaki wenye kaboni nyingi na ulioungana ulioonekana katika SEM/EDS.

Mfumo uliopendekezwa wa kuzuia moto ni upi?

Mfumo uliopendekezwa na watafiti unajumuisha michango ya awamu iliyokondensishwa na awamu ya gesi. DDDP inapopashwa joto, inadhaniwa kwamba aina tindikali kama asidi fosforiki, asidi metafosforiki na asidi polifosforiki huundwa na kusaidia utoaji maji na kabonishaji wa EVM. Tabaka la makaa lenye fosforasi nyingi, lililounganishwa kwa msalaba na lililovimba:

• Hupunguza uhamishaji wa joto kwenda kwenye polima iliyo chini.
• Hupunguza kasi ya kutoka kwa bidhaa zinazowaka za mtengano.
• Hufanya iwe vigumu kwa oksijeni kufikia uso wa polima.
• Hupunguza kudondoka kwa polima iliyoyeyuka.

Imependekezwa kwamba bidhaa za mtengano zenye nitrojeni za DDDP zinaweza kutengeneza gesi zisizowaka kama NH₃ na N₂, hivyo kuvimba tabaka la makaa na kupunguza mkusanyiko wa gesi zinazowaka. Pia, kwa kutegemea fasihi, imetajwa kwamba radikali zenye fosforasi kama PO· na PO₂· zinaweza kukatiza miitikio ya mnyororo ndani ya mwali.

Uundaji wa makaa, kuvimba, kiasi cha mabaki, uchambuzi wa Raman na kupungua kwa utoaji joto vinaunga mkono moja kwa moja mfumo wa awamu iliyokondensishwa. Kwa upande mwingine, aina za NH₃, N₂, PO· na PO₂· hazikupimwa moja kwa moja katika utafiti huu kwa uchambuzi wa gesi au spektroskopia ya radikali. Mfumo wa awamu ya gesi si matokeo yaliyothibitishwa kikamilifu kwa majaribio, bali ni pendekezo la kimekanizimu linaloendana na fasihi na tabia ya mwako iliyozingatiwa.

Sifa za kimitambo zilibadilikaje?

Kadiri kiasi cha DDDP kilivyoongezeka, nguvu ya mvutano na urefukaji wakati wa kuvunjika kwa ujumla viliongezeka kwa pamoja. Katika kundi la udhibiti, nguvu ya mvutano ilikuwa 2,19 MPa na urefukaji wakati wa kuvunjika %251,3, huku katika DDDP25 nguvu ya mvutano ikiwa 5,76 MPa na urefukaji wakati wa kuvunjika %510,5.

Watafiti wanaeleza ongezeko hili la wakati mmoja la nguvu na urefukaji kwa utendaji wa pamoja wa mitandao miwili. Inadhaniwa kwamba viunganishi vya kikemia vya msalaba vinavyoundwa kupitia vulkanizesheni ya peroksidi huhamisha mkazo kati ya EVM na DDDP, huku mtandao wa kimwili unaobadilika unaoundwa na mwingiliano wa ioni na vifungo vya hidrojeni ukijitenga na kujipanga upya wakati wa ulemavu ili kusambaza nishati.

Maelezo haya yanaendana na matokeo ya mkazo-urefukaji. Hata hivyo, mfumo wa vifungo sadaka haukuonyeshwa moja kwa moja kwa upakiaji wa mizunguko, hysteresis, kulegea kwa mkazo, kuundwa upya kwa vifungo au ufuatiliaji wa spektroskopia wakati wa ulemavu. Mfumo huo unatokana na tafsiri ya pamoja ya taarifa za muundo wa supramolekuli na mienendo ya jumla ya kimitambo.

Mtengano wa joto ulibadilikaje?

Mtengano wa joto wa EVM ulitokea katika hatua kuu mbili. Hatua ya kwanza kati ya takriban 220-400 °C ilihusishwa na deasetilesheni ya sehemu za vinyl acetate, huku hatua ya pili kati ya 400-500 °C ikihusishwa na kuvunjika kwa mnyororo mkuu wa polima na kutengeneza hidrokaboni ndogo na oksidi za kaboni.

Joto za kiwango cha juu cha mtengano za DDDP25 si za juu kwa kiasi kikubwa kuliko za kundi la udhibiti. Kwa upande mwingine, viwango vya juu vya upotevu wa wingi katika hatua zote mbili vilipungua na kiasi cha mabaki ya kigumu katika 800 °C kikaongezeka. Kwa hiyo, katika muktadha wa utafiti huu, “ongezeko la uthabiti wa joto” linamaanisha zaidi kupungua kwa kasi ya mtengano na kuundwa kwa mabaki mengi zaidi ya kaboni ya kinga kuliko kuanza kwa mtengano katika joto la juu sana.

Nguvu za utafiti ni zipi?

• Uzuiaji wa moto na uimarishaji wa kimitambo vilichunguzwa katika fomula moja.
• Majaribio mbalimbali ya utendaji kama LOI, UL-94, kalorimita ya koni, mvutano na TGA yalitumika pamoja.
• Tabaka la makaa lilitathminiwa kwa picha za makroskopi, SEM/EDS na uchambuzi wa Raman.
• Kubadilisha kiasi cha DDDP hatua kwa hatua kutoka %0 hadi %25 kulionyesha mwenendo wa dozi-utendaji.
• Majaribio ya kuzamisha majini na uratibu wa zirconiamu yalitathmini kuvuja kwa kizuia-moto huru.
• Kuongezeka kwa nguvu ya mvutano na urefukaji wakati wa kuvunjika katika DDDP25 kulitoa matokeo tofauti na usawazisho wa kawaida wa kijazaji kigumu-uimarishaji.

Mapungufu ya utafiti ni yapi?

• Utafiti ni preprint ambayo haijapitia tathmini ya rika.
• Vielelezo na majedwali ya ziada yaliyorejelewa katika maandishi kuu hayapo kwenye faili iliyopakiwa.
• Upandikizaji wa kovalenti ulihitimishwa kutokana na DSC na majaribio ya kuvuja badala ya mbinu moja inayonyesha moja kwa moja muundo wa kifungo.
• Idadi ya marudio ya majaribio ya moto na kimitambo, aina ya kipimo cha hitilafu na thamani za umuhimu wa kitakwimu hazijaelezwa wazi katika sehemu zote za maandishi kuu.
• Ingawa kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi kilipungua, jumla ya uzalishaji wa moshi iliongezeka.
• Radikali zenye fosforasi na gesi zenye nitrojeni zilizopendekezwa katika awamu ya gesi hazikupimwa moja kwa moja.
• Mfumo wa “kifungo sadaka” na usambazaji wa nishati haukujaribiwa moja kwa moja kwa majaribio ya kimitambo ya mizunguko.
• Jaribio la kuzamisha majini lilikuwa na kikomo cha 96 saa katika maji yaliyopunguzwa ioni; utendaji wa muda mrefu katika unyevu, maji ya chumvi, mafuta na mazingira ya kemikali haukutathminiwa.
• Insulation ya umeme, ekstrusheni ya kebo, uchovu wa nguvu unaorudiwa, kuzeeka kwa joto na ustahimilivu wa hali ya hewa havikujaribiwa.
• Hakukufanywa uchambuzi wa sumu, mzunguko wa maisha, uharibikaji wa kibiolojia au utoaji wa kimazingira unaoweza kuthibitisha madai ya mbinu ya nyenzo “kijani”.
• Katika maelezo ya Jedwali 1, neno “ABDP” limetumika badala ya DDDP; mistari ya fomula na sehemu nyingine za utafiti zinaonyesha kuwa huenda huu ni ukosefu wa uandishi.

Utafiti unaunga mkono nini?

Utafiti unaunga mkono kwamba kuongeza DDDP kwenye fomula ya EVM kumeleta mabadiliko chanya katika LOI, daraja la UL-94, kilele cha utoaji joto, kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi, uundaji wa mabaki ya kigumu, nguvu ya mvutano na urefukaji wakati wa kuvunjika chini ya hali maalumu za maabara. Matokeo yanaonyesha kwamba kuunganisha muundo wa supramolekuli wenye fosforasi na nitrojeni ndani ya mtandao huo huo kupitia vulkanizesheni ya peroksidi kunaweza kuwa mbinu mbadala ya usanifu kwa vizuia-moto vya aina ya nyongeza.

Utafiti hauthibitishi nini?

Utafiti hauthibitishi kwamba DDDP25 itatoa daraja lilelile la UL-94 katika madaraja yote ya EVM, unene wote wa bidhaa au uzalishaji wa kibiashara wa kebo. Matokeo hayamaanishi usalama wa muda mrefu shambani, utendaji wa umeme, sumu ya gesi, ulinganifu na viwango vya kebo ya moshi mdogo, urejelezaji, ubora wa kimazingira, uwezekano wa kiuchumi au mafanikio ya kiwango cha viwanda. Kupungua kwa kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi hakupaswi kutafsiriwa kuwa jumla ya moshi imepungua.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Fomula kuu ya kompoziti

phr inaonyesha kiasi cha kipengele kwa kila sehemu mia moja za mpira. DDDP imewasilishwa katika utafiti kama asilimia kwa wingi ya mchanganyiko wote.

Uainishaji na hali za majaribio

Matokeo muhimu ya DDDP25

• Thamani ya LOI ilifikia %29,3.
• Daraja la UL-94 V-0 lilipatikana.
• Muda wa mwako baada ya kuwashwa kwa kwanza na pili ulikuwa 1,1 na 2,7 sekunde mtawalia.
• Kiwango cha kilele cha utoaji joto kilipungua kwa %71,9.
• Jumla ya utoaji joto katika sekunde ya 200. ilipungua kwa %49,5.
• Kiwango cha kilele cha uzalishaji wa moshi kilipungua kwa %57,8.
• Viwango vya kilele vya uzalishaji wa CO na CO2 vilipungua kwa %56,9 na %77,3 mtawalia.
• Jumla ya uzalishaji wa moshi iliongezeka kutoka 6,1 m² hadi 7,3 m².
• Mabaki ya wingi mwishoni mwa kalorimita ya koni yaliongezeka kutoka %5,1 hadi %16,5.
• Tabaka la makaa lililovimba lilifikia urefu wa takriban 25 mm.
• Uwiano wa Raman I_D/I_G ulipungua kutoka 3,72 hadi 1,82.
• Nguvu ya mvutano ilifikia 5,76 MPa.
• Urefukaji wakati wa kuvunjika ulifikia %510,5.
• Mabaki ya makaa mwishoni mwa TGA yaliongezeka kutoka %5,3 hadi %14,3.

Kwa ujumla, matokeo yanaonyesha kwamba DDDP25 ilipunguza kasi ya ukuaji wa moto huku ikiboresha kwa pamoja nguvu ya kimitambo na urefukaji katika fomula ya EVM na hali za majaribio ya maabara zilizotumiwa katika utafiti. Kikomo muhimu zaidi cha tafsiri ni kwamba utendaji huu bado haujathibitishwa katika jiometri za bidhaa za kibiashara na hali za matumizi ya muda mrefu.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la utafiti:Supramolecular Polymer-Grafted Ethylene-Vinyl Acetate Rubber with Superior Flame Retardancy and Reinforcement

Waandishi na mpangilio wao: Zhenyin Guo; Chen Peng; Kang Zhu; Hongtao Li; Xianru He.

Taarifa ya mchango sawa wa waandishi: Hakuna taarifa ya waandishi wenye mchango sawa au waandishi wenza wa kwanza iliyotolewa katika utafiti.

Mwandishi wa mawasiliano: Xianru He.

Taasisi: School of New Energy and Materials, Southwest Petroleum University, Chengdu, China.

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti wa majaribio ya preprint yenye uzalishaji wa nyenzo kwa kiwango cha maabara, majaribio ya moto, majaribio ya kimitambo na uainishaji wa muundo mdogo.

Hali ya tathmini ya rika: Utafiti huu ni preprint ambayo haijapitia tathmini ya rika; matokeo yanapaswa kusomwa kwa kuzingatia kikomo hiki.

Mwaka wa uchapishaji: 2026.

Jukwaa la uchapishaji: SSRN.

Mtoa huduma wa jukwaa: Elsevier SSRN Preprint Services.

Kiungo cha SSRN kilichoonyeshwa katika faili iliyopakiwa:https://ssrn.com/abstract=7197013

Rekodi nyingine ya SSRN iliyothibitishwa yenye kichwa na waandishi wale wale:https://ssrn.com/abstract=6759920

DOI inayoweza kuthibitishwa:10.2139/ssrn.6759920

Tahadhari ya kibibliografia: Nambari ya rekodi ya SSRN katika sehemu ya chini ya faili iliyopakiwa ni 7197013. Kwa utafiti huo huo, utafutaji rasmi pia unaonyesha rekodi nyingine ya SSRN yenye nambari 6759920 na DOI 10.2139/ssrn.6759920. Uhusiano wa matoleo kati ya rekodi hizi mbili na taarifa kamili ya DOI ya rekodi 7197013 haukuweza kuthibitishwa kwa uhakika. Kiungo cha chanzo na DOI vinapaswa kukaguliwa tena kwenye ukurasa wa SSRN kabla ya kuchapishwa.

Jarida: Toleo la jarida lililopitia tathmini ya rika halijathibitishwa.

Mchapishaji wa asili wa jarida: Hakuna jarida lililothibitishwa lililopitia tathmini ya rika wala mchapishaji wa jarida aliyethibitishwa. SSRN ni jukwaa la preprint na halipaswi kuwasilishwa kama jarida lililopitia tathmini ya rika.

Ufadhili: Utafiti ulifadhiliwa na ruzuku nambari 52073239 ya National Natural Science Foundation of China.

Mgongano wa maslahi: Waandishi hawakuripoti mgongano unaojulikana wa maslahi ya kifedha au uhusiano binafsi unaoweza kuathiri utafiti.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba data zitatolewa kwa ombi; hakuna kiungo cha hazina ya data iliyo wazi kilichotolewa.

Michango ya waandishi: Zhenyin Guo alishiriki katika uundaji wa dhana, mbinu, utafiti, uchambuzi, uthibitishaji, uoneshaji na uandishi; Chen Peng, Kang Zhu na Hongtao Li katika ukusanyaji wa data, utafiti na uoneshaji; Xianru He katika uundaji wa dhana, mbinu, usimamizi, uthibitishaji na mapitio ya maandishi.

Maelezo haya ya Kituruki yaliandaliwa kwa kutegemea maandishi kuu ya utafiti uliopakiwa, jedwali la fomula, uchambuzi wa spektroskopia, majaribio ya moto, picha za SEM/EDS na Raman, majaribio ya kimitambo na matokeo ya uchambuzi wa joto. Hakuna matokeo ya kisayansi ambayo hayapo katika utafiti yaliyoongezwa. Vyanzo vya nje vilitumiwa tu kuthibitisha kibibliografia kichwa, waandishi, rekodi ya SSRN, DOI, jukwaa na hali ya uchapishaji.

Mapungufu makuu ya utafiti ni kutopitia tathmini ya rika, kutokaguliwa kwa faili ya taarifa za ziada, kutathminiwa kwa uunganishaji wa kovalenti kwa ushahidi usio wa moja kwa moja, kuongezeka kwa jumla ya uzalishaji wa moshi, kutopimwa moja kwa moja kwa mifumo ya awamu ya gesi, kutolewa kwa maelezo machache ya kitakwimu na kutofanywa kwa uthibitishaji wa muda mrefu katika hali halisi za bidhaa.