Дар ин таҳқиқот муҳаққиқон як боздорандаи реактивии аланга бо номи PSiP, ки фосфор–нитроген–силисий дорад, синтез кардаанд. Ҳадаф кам кардани сӯзишпазирии қатрони эпоксидӣ бо нигоҳ доштани хосиятҳои механикӣ ва муқовимат ба об будааст. Қисми муҳими иловаҳои анъанавӣ ҳангоми истифода дар миқдори зиёд метавонад шабакаи эпоксидиро суст кунад. PSiP бошад, ба шарофати гурӯҳҳои силоксании дутарафа, сохтори сахти ароматикӣ ва воҳидҳои фосфордори DOPO на ҳамчун пуркунандаи танҳо ба таври физикӣ омехташуда, балки барои қисман пайваст шудани кимиёвӣ бо шабакаи эпоксиди сахтшуда тарҳрезӣ шудааст.

Намунаи PSiP_8%/EP, ки 8 фоиз PSiP аз рӯи вазн дошт, шохиси маҳдудкунандаи оксигенро аз 26 фоиз дар эпоксиди холис то 31,5 фоиз баланд бардошт ва дар санҷиши амудии сӯзиши UL-94 ба дараҷаи баландтарини V-0 расид. Пас аз татбиқи якум ва дуюми аланга, намуна мутаносибан дар 4 ва 2 сония худ аз худ хомӯш шуд ва қатрарезии гудохташуда нишон надод. Дар таҷрибаи калориметри конусӣ суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ 32,8 фоиз, хориҷшавии умумии гармӣ 31,1 фоиз ва суръати миёнаи хориҷшавии гармӣ 50,8 фоиз коҳиш ёфт.

PSiP танҳо рафтори оташро тағйир надод. Ҳангоми истифодаи 8 фоиз PSiP, шиддати кандашавӣ дар кашиш аз 74,7 MPa то 85,1 MPa, модули хамиш аз 4.115 MPa то 4.640 MPa ва ҳарорати гузариши шишагӣ аз 142,7 °C то 155,8 °C баланд шуд. Кунҷи тамоси об аз 74,7 дараҷа то 98,9 дараҷа афзуд ва пас аз 15 рӯзи ғӯтондан дар об, ҷабби об нисбат ба эпоксиди холис 27 фоиз камтар буд. Гузаронандагии оптикӣ бошад, дар сатҳи наздик ба эпоксиди холис нигоҳ дошта шуд.

Аз дидгоҳи Туркия, таҳқиқот барои рушди системаҳои бисёрфунксионалии эпоксидӣ барои маводи капсулавии электрӣ-электронӣ, қисмҳои композитӣ, воситаҳои нақлиёт, маҳсулоти сохтмонӣ ва ҷузъҳои муҳандисие, ки бо намӣ рӯ ба рӯ мешаванд, заминаи таҳқиқотӣ фароҳам меорад. Аммо намунаҳои истифодашуда дар миқёси лабораторӣ мебошанд. Бе тасдиқи ҷудогонаи синфҳои оташнишонии амалкунанда дар Туркия, стандартҳои маҳсулот, шароити воқеии хизмат, пиршавии дарозмуддат, хосиятҳои электрӣ ва равандҳои истеҳсолии саноатӣ, дар бораи бехатарии маҳсулоти тиҷоратӣ ё мӯҳлати истифода хулоса баровардан мумкин нест.

Мушкили асосие, ки дар қатронҳои эпоксидӣ ҳал кардан мехоҳанд, чист?

Қатронҳои эпоксидӣ бинобар муқовимати кимиёвӣ, устувории гармӣ, хосиятҳои часпиш ва коркарди осонашон дар авиатсия, сохтмон, электроника ва барномаҳои пешрафтаи муҳандисӣ васеъ истифода мешаванд. Аммо бинобар сохтори органикӣ онҳо метавонанд ба осонӣ оташ гиранд, ҳангоми сӯхтан гармиро зуд хориҷ кунанд ва дуди зич ба вуҷуд оранд.

Илова кардани моддаи боздорандаи аланга метавонад ин хавфро коҳиш диҳад. Аммо вақте иловаҳои анъанавӣ дар миқдори зиёд истифода мешаванд ва бо шабакаи эпоксидӣ мутобиқати кофӣ надоранд, мушкилоти зерин пайдо мешаванд:

• Суст шудани сохтори пайвастшудаи салибӣ
• Паст шудани мустаҳкамии кашиш ва хамиш
• Ҷудошавии фаза ва пайдо шудани нуқсонҳои микроӣ
• Кам шудани гузаронандагии оптикӣ
• Муҳоҷират ё шуста шудани илова дар муҳити намнок
• Паст шудани ҳарорати гузариши шишагӣ ва сахтии ҳарорати баланд

Ҳадафи таҳқиқот таҳияи молекулаи реактивӣ ва бисёрфунксионалӣ мебошад, ки боздории алангаро афзоиш дода, бе қурбонӣ кардани мустаҳкамии механикӣ ва гидрофобӣ кор кунад.

PSiP чӣ гуна тарҳрезӣ шудааст?

Дар молекулаи PSiP чор сохтори функсионалӣ якҷо карда шудаанд:

• Воҳидҳои фосфордори DOPO: Карбоншавиро дар фазаи конденсатсияшуда катализ мекунанд ва радикалҳои сӯзишро дар фазаи газӣ пахш мекунанд.
• Пайвандҳои нитрогендор: Ба ташаккули қабати карбон мусоидат мекунанд ва хориҷшавии маҳсулоти газии насӯзандаро дастгирӣ мекунанд.
• Гурӯҳҳои силоксании дутарафа: Бо гурӯҳҳои гидроксиле, ки ҳангоми сахтшавии эпоксид пайдо мешаванд, қисман реаксия карда, PSiP-ро ба сохтори шабака пайваст мекунанд.
• Скелети сахти ароматикӣ: Бо зиёд кардани сахтии молекулавӣ ба нигоҳ доштани хосиятҳои механикӣ ва термомеханикӣ ёрӣ мерасонад.

Энергияи пасти сатҳии гурӯҳҳои силоксан барои он аст, ки молекула ба сарҳади ҳаво–мавод равона шуда, тар шудани сатҳ аз ҷониби обро душвор кунад. Ҳангоми сӯхтан бошад, интизор меравад, ки қисмҳои силисийдор ба сатҳ муҳоҷират карда, қабати муҳофизатии шабеҳи керамикӣ ташкил кунанд.

PSiP бо кадом моддаҳои кимиёвӣ ва чӣ гуна синтез шудааст?

Дар марҳилаи аввали синтез терефталалдегид, 3-аминопропилтриэтоксисилан ва этаноли беоб истифода шудаанд:

• Терефталалдегид: 0,09 mol, 12,18 g
• KH-550: 0,19 mol, 42,84 g
• Этаноли беоб: 200 mL

Омехта дар атмосфераи нитроген дар 65 °C барои 12 соат зери конденсатори бозгашт омехта шуда, маҳсулоти мобайнии PSi ҳосил шудааст. Сипас 40,08 g DOPO, ки дар 100 mL этанол ҳал шуда буд, илова карда шуд, ҳарорат то 80 °C баланд карда шуд ва реаксия 24 соат идома ёфт. Пас аз хунуккунӣ, филтркунӣ ва се маротиба шустан бо этанол ва оби деионизатсияшуда, маҳсулоти сафеди сахти PSiP ба даст омад.

Намунаҳои композити эпоксидӣ чӣ гуна тайёр шудаанд?

Қатрони эпоксидии E44 дар асоси бисфенол A бо миқдори интихобшудаи PSiP ё DOPO дар 90 °C барои 40 дақиқа омехта шуд. Пас аз гирифтани омехтаи якхела ва шаффоф, агенти сахткунандаи 4,4′-диаминодифенилметан илова шуда, омехтакунӣ 5 дақиқаи дигар идома ёфт.

Омехтаҳо ба қолабҳои аз пӯлоди зангногир, ки пешакӣ гарм карда шуда буданд, гузаронида шуда, дар ду марҳила сахт карда шуданд:

• Дар 100 °C барои 2 соат
• Дар 150 °C барои 2 соат

Пас аз оҳиста хунук шудан то ҳарорати хона, намунаҳо аз қолаб бароварда шуданд.

Назорати PSiPM_8%/EP бо роҳи омехтаи физикии ҳамон моддаҳои ибтидоӣ бидуни табдил додани онҳо ба як молекулаи PSiP тайёр шудааст. Ин назорат барои санҷидани он истифода шудааст, ки сохтори аз ҷиҳати кимиёвӣ муттаҳидшудаи PSiP аз илова кардани ҷудогонаи компонентҳо фарқ мекунад ё не.

Синтез шудани PSiP чӣ гуна тасдиқ шудааст?

FTIR, NMR-и протон, NMR-и фосфор-31, микроскопияи электронии сканкунанда ва спектроскопияи рентгении дисперсивии энергия истифода шудаанд.

Дар таҳлили FTIR:

• Ларзиши N–H-и KH-550 ба таври назаррас коҳиш ёфт.
• Бандҳои алдегидии C–H ва C=O-и терефталалдегид аз байн рафтанд.
• Дар маҳсулоти мобайнии PSi дар атрофи 1.075 cm^-1 банди қавии Si–O дида шуд.
• Банди P–H-и DOPO дар маҳсулоти PSiP аз байн рафт.
• Дар атрофи 1.203 cm^-1 ларзиши P=O ва дар атрофи 1.018 cm^-1 ларзиши P–O пайдо шуданд.

Дар NMR-и протон, протони иминии 8,40 ppm-и PSi ва сигнали P–H-и DOPO баъд аз реаксия аз байн рафтанд. Сигнали NMR-и фосфор-31 аз 14,5 ppm барои DOPO то 32,5 ppm барои PSiP кӯчид. Муҳаққиқон ин тағйиротро нишондиҳандаи анҷом ёфтани реаксияи иловаи мақсаднок арзёбӣ карданд.

Дида шуд, ки зарраҳои PSiP аз 50 µm хурд буда, морфологияи блокмонанд доранд. Дар таҳлили EDS 69,95 фоиз карбон, 3,48 фоиз нитроген, 17,77 фоиз оксиген, 4,08 фоиз силисий ва 4,72 фоиз фосфор аз рӯи вазн чен карда шуданд.

Рафтори гармии худи PSiP аз DOPO чӣ гуна фарқ мекунад?

Гарчанде ҳароратҳои оғози таҷзияи PSiP ва DOPO ба ҳам наздиканд, тарзи таҷзияашон фарқ мекунад. DOPO дар ҳудуди 250-320 °C талафи босуръат ва шадиди масса нишон дод. Таҷзияи PSiP дар доираи васеътари ҳарорат паҳн шуд ва суръати максималии талафи масса пасттар монд.

Дар 700 °C ҳиссаи карбони боқимондаи DOPO аз 5 фоиз кам буд, дар ҳоле ки ҳиссаи боқимондаи PSiP ба 39,1 фоиз расид. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки PSiP дар ҳарорати баланд ба карбоншавӣ дар фазаи конденсатсияшуда саҳми қавитар мегузорад.

Оё PSiP ҳарорати оғози таҷзияи эпоксидро баланд кард?

Не. Илова кардани PSiP ҳарорати 5 фоиз талафи массаи эпоксиди холисро баланд накард. Қимати T_5% барои EP-и холис 375,6 °C буд, дар ҳоле ки барои PSiP_8%/EP 349,8 °C чен карда шуд. Ба ҳамин монанд, ҳарорати максималии таҷзия аз 405,4 °C то 384,7 °C паст шуд.

Ин таҷзияи барвақт бо он алоқаманд дониста шуд, ки ҷузъҳои фосфордошта карбоншавии барвақти идорашавандаи матритсаи эпоксидиро оғоз мекунанд. Саҳми гармии PSiP бештар на ба таъхир андохтани оғози таҷзия, балки ба паст кардани суръати талафи масса дар ҳарорати миёна ва баланд ва ташаккули боқимондаи муҳофизатии бештар вобаста аст.

Натиҷаҳои LOI ва UL-94 чиро нишон доданд?

Шохиси маҳдудкунандаи оксигени EP-и холис 26 фоиз буд ва намуна дараҷаи UL-94 нагирифт. Вақте миқдори PSiP аз 6 фоиз то 8 фоиз зиёд шуд, LOI аз 30,5 фоиз то 31,5 фоиз баланд шуда, синфи UL-94 аз V-1 то V-0 пеш рафт.

Гарчанде истифодаи 10 фоиз PSiP дараҷаи V-0-ро нигоҳ дошт, нисбат ба 8 фоиз афзоиши LOI надод. Муҳаққиқон арзёбӣ карданд, ки миқдори оптималии илова тақрибан дар атрофи 8 фоиз ба сершавӣ мерасад.

Натиҷаҳои калориметри конусӣ дар бораи рафтори оташ чӣ мегӯянд?

Намунаҳо зери ҷараёни гармии берунии 35 kW/m² дар калориметри конусӣ санҷида шуданд.

Барои PSiP_8%/EP нисбат ба EP-и холис:

• Суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ 32,8 фоиз коҳиш ёфт.
• Суръати миёнаи хориҷшавии гармӣ 50,8 фоиз коҳиш ёфт.
• Хориҷшавии умумии гармӣ 31,1 фоиз коҳиш ёфт.
• Истеҳсоли умумии дуд 6,9 фоиз коҳиш ёфт.
• Ҳиссаи боқимонда 5,6 банди фоизӣ зиёд шуд.

Баръакс, намунаҳои PSiP аз EP-и холис барвақттар оташ гирифтанд. Паст шудани вақти оташгирӣ аз 92 сония то 62 ва 55 сония нишон медиҳад, ки таҷзияи ибтидоӣ суръат гирифтааст. Аз ин рӯ, фоидаи PSiP «таъхир андохтани оташгирӣ» нест, балки пахш кардани хориҷшавии гармӣ, идомаи сӯзиш ва интиқоли масса баъд аз оташгирӣ мебошад.

Гарчанде 10 фоиз PSiP хориҷшавии умумии гармӣ ва дудро каме бештар коҳиш дод, суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ нисбат ба намунаи 8-фоиза баландтар буд. Муҳаққиқон инро бо он шарҳ доданд, ки дар миқдори баланди илова пеш аз ташаккули пурраи қабати муҳофизатӣ, қисмҳои бештар органикӣ ва фосфор/силисийдор босуръат таҷзия мешаванд.

Сохтори қабати карбон чӣ гуна тағйир ёфт?

Пас аз калориметри конусӣ, боқимондаи эпоксиди холис сохтори фурӯрафта, ковок ва кафида нишон дод. Дар намунаҳои дорои PSiP бошад, қабати карбонии баландтар, пайвастатар ва зичтар ҳосил шуд.

Баландии буриш барои EP-и холис тақрибан 14 mm, барои PSiP_8%/EP 23 mm ва барои PSiP_10%/EP 26 mm нишон дода шуд. Бо вуҷуди ин, дар миқдори баландтарини илова бинобар хориҷ шудани маҳсулоти бештари бухоршаванда, ковокии сатҳ боз зиёд шуд.

Дар спектроскопияи Raman таносуби шиддати бандҳои D ва G:

• EP-и холис: I_D/I_G = 3,01
• PSiP_8%/EP: I_D/I_G = 2,57
• PSiP_10%/EP: I_D/I_G = 2,78

Таносуби пасттар нишон медиҳад, ки намунаи дорои 8 фоиз PSiP қабати карбонии дорои дараҷаи баландтари графитшавӣ ташкил кардааст. Боз баланд шудани таносуб дар 10 фоиз боркунӣ тасдиқ мекунад, ки иловаи зиёдатӣ сифати қабатро дар ҳар меъёр беҳтар намекунад.

Дар таҳлили XPS дар қабати карбон пайвандҳои C–Si, C–P, C–N, P–O, P=O, Si–C ва Si–O муайян шуданд. Афзоиши миқдори силисий дар сатҳ баъд аз сӯзиш дастгирӣ мекунад, ки намудҳои силисийдор дар ҳарорати баланд ба сатҳ муҳоҷират мекунанд.

PSiP дар фазаи конденсатсияшуда чӣ гуна кор мекунад?

Дар механизми фазаи конденсатсияшуда сохторҳои фосфордори аз DOPO сарчашмагирифта ба намудҳои кислотаи фосфорикӣ ва полифосфорикӣ табдил меёбанд. Ин намудҳо беобшавӣ ва карбоншавии занҷирҳои эпоксидиро катализ мекунанд.

Ҳангоми таҷзияи шабакаи пайвастшудаи салибӣ, қисмҳои силисийдори дорои энергияи пасти сатҳӣ ба сатҳ муҳоҷират карда, дар он ҷо:

• Si–O–Si
• Si–O–C
• Сохторҳои шабеҳи SiO₂

ташкил мекунанд. Ин сатҳи шабеҳи керамикӣ қабати карбонро зич карда, гузариши гармӣ, оксиген ва моддаҳои бухоршавандаи сӯзандаро маҳдуд мекунад. Қабате, ки дар он фосфор, нитроген, силисий ва карбони ароматикӣ якҷо мавҷуданд, матритсаи эпоксидии поёнро аз манбаи гармии беруна қисман ҷудо мекунад.

PSiP дар фазаи газӣ чӣ гуна кор мекунад?

Ҳангоми таҷзияи эпоксид радикалҳои хеле реактивӣ ба мисли H• ва HO• реаксияҳои занҷирии сӯзишро идома медиҳанд. Радикалҳои PO• ва PO₂•, ки аз таҷзияи барвақти PSiP ҳосил мешаванд, ин намудҳоро гирифта, занҷири сӯзишро пахш мекунанд.

Ғайр аз ин, хориҷшавии маҳсулоти насӯзанда ба мисли H₂O, NH₃ ва CO₂ консентратсияи гази сӯзанда ва оксигенро дар атрофи аланга кам мекунад.

Дар натиҷаҳои TG-FTIR дида шуд, ки шиддати ҷаббиши маҳсулоти бухоршавандаи эфирӣ, ароматикӣ ва алифатикӣ барои PSiP_8%/EP нисбат ба эпоксиди холис пасттар аст. Ин натиҷа чунин тафсир шудааст, ки сохторҳои бештар карбонӣ дар фазаи конденсатсияшуда нигоҳ дошта шуда, ҳамчун гази сӯзанда хориҷ нашудаанд.

Оё гузаронандагии оптикӣ нигоҳ дошта шуд?

Намунаҳои эпоксидии дорои PSiP дар ҳудуди 6-10 фоиз илова шаффофияти наздик ба эпоксиди холис нишон доданд. Дар спектрҳои UV-намоён илова кардани модда гузаронандагиро каме коҳиш дод, аммо талафи калони оптикӣ ба вуҷуд наовард.

Гузаронандагии рӯшноии PSiP_8%/EP аз намунаи PSiPM_8%/EP, ки ҳамон моддаҳои ибтидоиро ба таври физикӣ дошт, баландтар буд. Муҳаққиқон инро ба мутобиқати беҳтари PSiP дар матритсаи эпоксидӣ нисбат доданд.

Хосиятҳои механикӣ чӣ гуна тағйир ёфтанд?

Дар намунаҳои PSiP_6%/EP ва PSiP_8%/EP мустаҳкамии хамиш ва модули хамиш зиёд шуд. Дар 10 фоиз илова бошад, хосиятҳои хамиш паст шуданд. Ин коҳиш ба ҷудошавии фазаи PSiP-и зиёдатии реаксиянакарда ва пайдо шудани минтақаҳои оғози нуқсон нисбат дода шуд.

Шиддати кандашавӣ дар кашиши PSiP_8%/EP нисбат ба эпоксиди холис тақрибан 13,9 фоиз зиёд шуд. Дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ каме паст шуд; ба ибораи дигар, бо афзоиши мустаҳкамӣ пластикияти мавод ба ҳамон андоза беҳтар нашуд.

Дар сатҳҳои шикасти кашиш, эпоксиди холис пешрафти нисбатан ҳамвор ва мунтазами тарқишро нишон дод. Сатҳҳои намунаҳои дорои PSiP ноҳамвортар шуда, роҳҳои тарқиш гуногун шуданд. Ин морфология дастгирӣ мекунад, ки ҳангоми шикаст энергия бештар сарф шудааст.

Далели реаксияи гурӯҳҳои силоксан бо шабакаи эпоксидӣ чист?

Дар сатҳи шикастаи криогении PSiP_8%/EP унсурҳои C, N, O, Si ва P якхела паҳн шуда буданд. Дар сатҳи шикаста зери кашиш бошад, силисий ва фосфор дар минтақаҳои номунтазами тарқиш ҷамъ шуданд. Муҳаққиқон ин минтақаҳоро ҷойҳое тафсир карданд, ки нуқтаҳои пайвастшавии салибии PSiP дар дохили шабака шикастаанд.

Дар таҳлили FTIR-и ҳарорати тағйирёбанда, банди O–H ва пайванди гидрогении EP-и холис дар атрофи 3.400 cm^-1 бо баланд шудани ҳарорат ба таври назаррас суст ва ҷойиваз шуд. Дар PSiP_8%/EP тағйир маҳдудтар буд. Ин рафтор бо тафсире мувофиқ аст, ки баъзе гурӯҳҳои гидроксилии ҳангоми сахтшавии эпоксид ҳосилшуда бо гурӯҳҳои силоксании PSiP реаксия кардаанд.

Ҳарорати гузариши шишагӣ ва сахтии ҳарорати баланд чӣ гуна тағйир ёфтанд?

Намунаҳои дорои PSiP дар боло аз 120 °C нисбат ба эпоксиди холис модули нигоҳдории баландтарро нигоҳ доштанд. 8 фоиз PSiP қимати T_g-ро 13,1 °C зиёд кард.

Бо вуҷуди ин, зичии пайвасти салибии ҳисобшуда дар ҷадвал барои намунаҳои PSiP аз эпоксиди холис баландтар набуд. Аз ин рӯ, натиҷаҳо набояд ҳамчун «зичии умумии пайвасти салибӣ қатъиян зиёд шудааст» тафсир шаванд. Шарҳи эҳтиёткоронаи дастгиришавандаи таҳқиқот ин аст, ки нуқтаҳои реактивӣ ва хуб паҳншудаи PSiP ва воҳидҳои сахти ароматикӣ ҳаракати шабакаро маҳдуд карда, T_g ва сахтиро баланд мекунанд.

Гидрофобӣ то чӣ андоза зиёд шуд?

Бо зиёд шудани миқдори PSiP кунҷи тамос боло рафт. Ин тағйирот ба равона шудани қисмҳои силоксании дорои энергияи пасти сатҳӣ ба сатҳ ҳангоми сахтшавӣ нисбат дода шуд.

Дар таҷрибаи ғӯтондан дар об, ки бо равиши ISO 62:2008 анҷом шуд, ҷабби оби 15-рӯзаи PSiP_8%/EP аз EP-и холис 27 фоиз камтар буд. Муҳаққиқон инро бо ду механизм шарҳ доданд:

• Сатҳи гидрофобии бой аз силоксан адсорбсияи ибтидоии обро кам мекунад.
• Истеъмол шудани як қисми гурӯҳҳои гидроксилӣ дар шабака ва сохтори зичтар диффузияи обро ба минтақаҳои дохилӣ маҳдуд мекунад.

Оё таъсири об боздории алангаро вайрон кард?

Қимати LOI-и намунаи DOPO_3,6%/EP пас аз 15 рӯзи ғӯтондан дар об тақрибан як банди фоизӣ паст шуд ва вақти умумии сӯзиши UL-94 дароз шуд.

Намунаҳои дорои PSiP ва PSiPM_8%/EP бошад, LOI ва синфҳои UL-94-и ибтидоиро нигоҳ доштанд. Барои PSiP ин устуворӣ ба пайвастшавии ковалентии молекула бо шабакаи эпоксидӣ ва осон хориҷ нашудани он бо об нисбат дода шуд.

Натиҷаҳои асосие, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад, кадоманд?

• 8 фоиз PSiP қимати LOI-и эпоксиди холисро аз 26 фоиз то 31,5 фоиз баланд карда, UL-94 V-0-ро таъмин намуд.
• Суръати қуллавӣ ва хориҷшавии умумии гармии PSiP_8%/EP мутаносибан 32,8 фоиз ва 31,1 фоиз кам шуд.
• Дар фазаи конденсатсияшуда қабати карбонии зичтар ва графитшудаи дорои P/N/Si ҳосил шуд.
• Дар фазаи газӣ хориҷшавии моддаҳои бухоршавандаи сӯзанда кам шуда, механизми хомӯшкунии радикалҳои фосфорӣ дастгирӣ шуд.
• 8 фоиз PSiP мустаҳкамии кашиш, модули хамиш ва ҳарорати гузариши шишагиро зиёд кард.
• Кунҷи тамоси об тақрибан то 99 дараҷа боло рафт ва ҷабби оби 15-рӯза 27 фоиз кам шуд.
• Намунаҳои PSiP пас аз ғӯтондан дар об синфи ибтидоии боздории алангаро нигоҳ доштанд.
• Сохтори аз ҷиҳати кимиёвӣ муттаҳидшудаи PSiP нисбат ба омехтаи физикии ҳамон компонентҳо иҷрои мутавозинтари боздории аланга ва механикиро таъмин кард.

Таҳқиқот кадом натиҷаҳоро исбот намекунад?

• PSiP дар бино, ҳавопаймо, дастгоҳи электронӣ ё таҷҳизоти барқии воқеӣ санҷида нашудааст.
• Дараҷаи V-0 дар намунаи лабораторӣ маънои онро надорад, ки маҳсулоти тайёр худкор ҳамон синфи оташро мегирад.
• Таҳқиқот пиршавии дарозмуддати берунӣ, таъсири UV, давраҳои ҳароратӣ ё муқовимат ба оби шӯрро арзёбӣ накардааст.
• Профили муфассали заҳролудии газҳои сӯзиш ва таъсири онҳо ба саломатии инсон чен нашудааст.
• Хосиятҳои диэлектрикӣ, иҷрои изолятсияи электрӣ ва муқовимат ба камони барқӣ омӯхта нашудаанд.
• Миқёси синтези саноатӣ, арзиши истеҳсол ва таъсири экологии давраи ҳаёт ҳисоб нашудаанд.
• Нишон дода нашудааст, ки миқдори бештари PSiP ҳар як хосиятро пайваста беҳтар мекунад.
• Нишон дода нашудааст, ки оташгирии аввал ба таъхир афтодааст; баръакс, дар санҷиши конусӣ вақти оташгирӣ кӯтоҳтар шудааст.

Номувофиқиҳои манбаъ, ки бояд ба онҳо диққат дод, кадоманд?

• Хулосаи асосӣ, бахши натиҷаҳо ва графики LOI барои PSiP_8%/EP 31,5 фоиз LOI гузориш медиҳанд, аммо дар сатри PSiP-и ҷадвали муқоисаи адабиёт 30,5 фоиз навишта шудааст. Бо дарназардошти ҳамон намуна ва миқдори фосфор/силисий, эҳтимоли хатои навишти ҷадвал баланд аст; аммо манбаъ набояд хомӯшона ислоҳ шавад.
• Дар шарҳи FTIR банди 1.640 cm^-1 дар як ҷой ҳамчун C=C-и ғайриароматикӣ номида мешавад, дар ҳоле ки ҳамон реаксия ҳамчун ташаккули пайванди C=N-и асоси Schiff тафсир мешавад. Таъиноти спектралӣ бояд равшан карда шавад.
• Гарчанде қиматҳои зичии пайвасти салибӣ аз EP-и холис баландтар нестанд, дар баъзе баёнҳо аз зичии баландтари пайвасти салибӣ сухан меравад. Беҳбудии механикӣ набояд танҳо ба ин тағйирёбандаи рақамӣ вобаста карда шавад.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот кадоманд?

• Манбаъ preprint-и аз арзёбии ҳамтоён нагузашта мебошад.
• Таҷрибаҳо бо намунаҳои хурди лабораторӣ маҳдуданд.
• Шумораи намунаҳо барои ҳар як санҷиши механикӣ ва оташ дар матни асосӣ ба таври низомманд дода нашудааст.
• Гарчанде қисми муҳими натиҷаҳо бо хатҳои хато нишон дода шудаанд, таҳлили васеи аҳамияти оморӣ пешниҳод нашудааст.
• Муқовимат ба намӣ танҳо бо санҷиши 15-рӯзаи ғӯтондан дар оби холис арзёбӣ шудааст.
• Пас аз ғӯтондан хосиятҳои механикӣ ва калориметри конусӣ аз нав чен нашудаанд.
• Ҳосилнокии истеҳсоли PSiP, фоизи тозагӣ ва миқёспазирии синтез бо додаҳои муфассали иқтисодӣ гузориш нашудаанд.
• Додаҳо дар анбори кушода нашр нашудаанд ва гуфта шудааст, ки бо дархост пешниҳод мешаванд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Таҷрибаҳо ва дастгоҳҳои асосии истифодашуда

Иҷрои ҷамъбастии намунаи дорои 8 фоиз PSiP

Кадом миқдори илова мутавозинтарин аст?

Натиҷаҳои таҳқиқот нишон медиҳанд, ки боркунии 8 фоиз PSiP таркиби мутавозинтарин аст:

• Иловаи 6 фоиз ба V-0 нарасид.
• Иловаи 8 фоиз V-0, LOI-и 31,5 фоиз ва яке аз қавитарин иҷроҳои механикиро таъмин кард.
• Иловаи 10 фоиз қимати LOI-ро зиёд накард, суръати қуллавии хориҷшавии гармиро нисбат ба намунаи 8-фоиза баланд кард ва хосиятҳои хамиш ва зарбаро коҳиш дод.
• Гарчанде иловаи 10 фоиз кунҷи тамоси обро каме бештар зиёд карда, хориҷшавии умумии гармиро коҳиш дод, ҳангоми арзёбии ҳамаи хосиятҳо якҷо 8 фоиз мутавозинтар менамояд.

Тафсири умумии натиҷаҳои таҷрибавӣ

Муваффақияти PSiP ба як механизм вобаста нест. Ҳузури якҷояи фосфор, нитроген ва силисий дар сохтори молекулавӣ карбоншавӣ дар фазаи конденсатсияшуда, хомӯшкунии радикалҳо дар фазаи газӣ, пайвастшавии қисман кимиёвӣ бо шабакаи эпоксидӣ ва паст кардани энергияи сатҳро дар як илова муттаҳид кардааст.

Ин механизми бисёрҷониба имкон дод, ки се ҳадафе, ки одатан метавонанд бо ҳам зид бошанд, дар як таркиб беҳтар шаванд:

• Хориҷшавии камтари гармӣ ҳангоми оташ
• Иҷрои баландтари механикӣ ва термомеханикӣ дар истифодаи муқаррарӣ
• Ҷабби камтари об дар муҳити намнок

Бо вуҷуди ин, зиёд кардани миқдори PSiP беҳбудии хаттии иҷро ба вуҷуд наовард. Баъзе коҳишҳо, ки дар 10 фоиз илова дида шуданд, нишон медиҳанд, ки иловаҳои реактивӣ ҳам метавонанд аз як консентратсияи муайян боло якхелагии шабакаро вайрон кунанд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

• Номи пурраи аслии таҳқиқот: Phosphorus–nitrogen–silicon flame retardant for epoxy resin with synergistic enhancement in flame retardancy, mechanical properties and hydrophobicity
• Муаллифон: Haoxuan Song, Baotao Huang, Shenghao Ai, Jiji Tan, Zhaohui Zheng, Yi Pan, Jinni Deng
• Тартиби муаллифон: Haoxuan Song аввал, Baotao Huang дуюм, Shenghao Ai сеюм, Jiji Tan чорум, Zhaohui Zheng панҷум, Yi Pan шашум ва Jinni Deng ҳафтум аст.
• Ҳаммуаллифи аввал: Баёнияи саҳми баробар ё ҳаммуаллифии аввал вуҷуд надорад.
• Муаллифони масъуле, ки дар мақола нишон дода шудаанд: Zhaohui Zheng, Yi Pan ва Jinni Deng
• Муаллифи тамос дар платформаи SSRN: Haoxuan Song
• Муассиса 1: Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, Sichuan, China
• Муассиса 2: University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
• Муассиса 3: School of Science, Xihua University, Chengdu, Sichuan, China
• DOI:10.2139/ssrn.7201520
• Платформаи нашр: SSRN
• Маҷалла: Номи муайяни маҷалла ё версияи қабулшудаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта нишон дода нашудааст.
• Шарҳи нашр дар ҳуҷҷат: Preprint submitted to Elsevier
• Соли нашр: 2026
• Навъи манбаъ: Таҳқиқоти preprint бо синтези таҷрибавӣ, тавсифи мавод, таҷрибаҳои сӯзиш ва санҷишҳои механикӣ
• Ҳолати арзёбии ҳамтоён: Аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст.
• Пайванди расмии манбаъ:Саҳифаи расмии таҳқиқот дар SSRN

Тибқи баёнияи саҳми муаллифон, Haoxuan Song консептуализатсия, таҳқиқот ва навиштани лоиҳаи аввалро; Baotao Huang ва Shenghao Ai консептуализатсия ва таҳқиқотро; Jiji Tan таҳқиқотро; Zhaohui Zheng роҳбариро; Yi Pan консептуализатсия ва роҳбариро; Jinni Deng бошад консептуализатсия, роҳбарӣ, бозбинӣ-таҳрири матн ва таъмини маблағро ба уҳда гирифтаанд.

Таҳқиқот аз ҷониби лоиҳаи калидии Sichuan Province Natural Science Foundation 2025ZNSFSC0009 ва Chengdu–Chinese Academy of Sciences Science and Technology Cooperation Fund Program 2023-2025 дастгирӣ шудааст. Муаллифон манфиати молиявии рақобатӣ ё муносибати шахсии маълумеро, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, гузориш надодаанд. Гуфта шудааст, ки додаҳои таҳқиқот бо дархост мубодила мешаванд.

Ин тавзеҳи туркӣ бо баррасии матни асосии таҳқиқот, схемаҳои синтез, тавсифҳои кимиёвӣ, ҳамаи ҷадвалҳо, графикҳои иҷрои оташ, тасвирҳои боқимондаи карбон, таҷрибаҳои механикӣ, кунҷи тамоси об ва натиҷаҳои устуворӣ омода шудааст. Ба натиҷаҳои илмӣ ягон таҷрибаи нав, қимати иҷро ё муваффақияти татбиқ, ки дар таҳқиқот нест, илова нашудааст. Назорати манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи DOI ва сабти библиографии SSRN истифода шудааст.

Таҳқиқот аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст. Махсусан номувофиқии рақамӣ дар ҷадвали муқоисаи LOI, мушкили равшании таъиноти банди FTIR, ҳадди тафсири зичии пайвасти салибӣ ва вақти кӯтоҳтари оташгирӣ ҳангоми арзёбии натиҷаҳо бояд ба назар гирифта шаванд.