Ин таҳқиқот бо мақсади коҳиш додани сӯзандагии каучуки этилен-винил ацетат (ethylene-vinyl acetate rubber, EVM) ва ҳамзамон нигоҳ доштану беҳтар кардани хосиятҳои механикии он, як маводи реактивии супрамолекулии полимерии сусткунандаи аланга бо номи DDDP таҳия кардааст. DDDP тавассути худташаккулёбии молекулавии диэтилентриамин пента(метиленфосфонӣ кислота), диэтилентриамин ва диметиламиноэтил метакрилат омода шуда, пешниҳод шудааст, ки ҳангоми вулканизатсияи пероксидӣ ба шабакаи EVM аз ҷиҳати кимиёвӣ пайваст мешавад. Композити DDDP25, ки аз рӯи масса %25 DDDP дорад, индекси маҳдудкунандаи оксигенро аз %23,2 то %29,3 баланд кардааст, дар намунаҳои ғафсиашон 3 mm дараҷаи UL-94 V-0 гирифтааст ва суръати қуллавии хориҷшавии гармиро %71,9 коҳиш додааст. Дар ҳамин формула қувваи кашиш аз 2,19 MPa то 5,76 MPa ва дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ аз %251,3 то %510,5 афзудааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст; баъзе қисматҳои механизми пайвандкунии кимиёвӣ, парокандасозии энергия ва сусткунии аланга дар фазаи газ ба таҷрибаҳои ғайримустақим ва тафсири механизмҳо такя мекунанд.

Равиши асосии таҳқиқот коҳиш додани мушкили пайвастшавии сусти байнифазавӣ ва ҷудошавии фазаҳо дар сусткунандаҳои анъанавии алангаи навъи иловагӣ бо роҳи пайваст кардани сусткунандаи аланга ба шабакаи каучук ҳангоми вулканизатсия мебошад. DDDP ҳамзамон шабакаи физикии пайвандҳои салибиро ба вуҷуд меорад, ки аз таъсирҳои бозгаштпазир, аз ҷумла пайвандҳои ионӣ ва гидрогенӣ иборат аст. Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки пайвандҳои кимиёвӣ шиддатро байни EVM ва DDDP интиқол медиҳанд, дар ҳоле ки пайвандҳои физикӣ ҳангоми деформатсия муваққатан ҷудо шуда, ҳамчун “пайвандҳои қурбонӣ” барои пароканда кардани энергия амал мекунанд.

Санҷишҳои оташ нишон доданд, ки DDDP25 на танҳо рафтори алангагирӣ, балки суръати ҳосилшавии гармӣ ва газро низ тағйир медиҳад. Суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ аз 1.229,0 kW/m² то 345,3 kW/m², суръати қуллавии истеҳсоли дуд аз 0,102 m²/s то 0,043 m²/s ва суръати қуллавии ҳосилшавии оксиди карбон аз 0,0195 g/s то 0,0084 g/s коҳиш ёфтааст. Бо вуҷуди ин, истеҳсоли умумии дуд аз 6,1 m² то 7,3 m² зиёд шудааст. Аз ин рӯ, таҳқиқот нишон медиҳад, ки DDDP25 қимати қуллавии истеҳсоли дудро коҳиш медиҳад, вале нишон намедиҳад, ки ҳаҷми умумии дуд дар ҳама шароит кам мешавад.

Аз нуқтаи назари Туркия: Ин равиш барои созмонҳое дар Туркия, ки кабелҳои энергетикӣ ва алоқа, эластомерҳои автомобилӣ, прокладкаҳо ва унсурҳои мӯҳркунанда, шлангҳои саноатӣ ва ҷузъҳои каучукии талабкунандаи бехатарии оташро таҳия мекунанд, аҳамияти таҳқиқотӣ дорад. Пеш аз татбиқ дар Туркия, такрори формула бо навъҳои маҳаллии EVM, мутобиқати экструзияи кабел ва вулканизатсия, изолятсияи барқӣ, пиршавӣ, муқовимат ба намӣ ва моддаҳои кимиёвӣ, дуди кам ва заҳрнокии газ, коркардпазирӣ, арзиш ва санҷишҳои калонкунии миқёс анҷом дода шаванд. Аз ин таҳқиқот наметавон мувофиқати мустақим ба стандартҳои кабелии Туркия, умри дарозмуддати саҳроӣ, бехатарии экологӣ, арзиши истеҳсоли тиҷоратӣ ё муваффақияти истеҳсоли оммавиро хулоса кард.

Масъалаи асосии таҳқиқот чист?

EVM аз сабаби муқовимат ба равған, ҳарорат ва пиршавӣ дар кабел, рӯйпӯши сим, прокладка ва дигар истифодаҳои эластомерӣ истифода мешавад. Аммо қисмҳои карбогидридии сохтори полимер сӯзандаанд ва дар худи мавод сохтори табиии сусткунандаи аланга вуҷуд надорад. Дар ҳарорати баланд ё зери алангаи кушода EVM метавонад бисӯзад, гармӣ ва дуди зиёд хориҷ кунад ва ҳангоми об шудан қатра кунад.

Вақте ки иловаҳои сусткунандаи аланга бо омехтаи физикӣ ба полимер ворид мешаванд, таъсири мутақобилаи илова ва полимер асосан бо қувваҳои van der Waals ё пайвандҳои гидрогенӣ маҳдуд мешавад. Интерфейси суст метавонад ба ҷудошавии фазаҳо, ҷамъшавии шиддат ва бадшавии хосиятҳои механикӣ оварда расонад. Аз ин рӯ, бо афзоиши сусткунии аланга қувваи кашиш ё чандирӣ метавонад кам шавад.

Саволи асосии таҳқиқот ин аст, ки оё сусткунандаи алангае, ки метавонад ба EVM аз ҷиҳати кимиёвӣ пайваст шавад ва ҳамзамон таъсирҳои динамикии супрамолекулӣ дошта бошад, метавонад иҷрои оташ ва хосиятҳои механикиро якҷо беҳтар кунад ё не.

DDDP чӣ гуна омода шудааст?

DDDP тавассути худташаккулёбии супрамолекулии се ҷузъи гуногун омода шудааст:

• DTPMP: Диэтилентриамин пента(метиленфосфонӣ кислота); ҷузъи дорои фосфор, ки интизор меравад карбоншавиро дастгирӣ кунад.
• DETA: Диэтилентриамин; ҷузъи нитрогендор бо гурӯҳҳои зиёди амин.
• DMAEMA: Диметиламиноэтил метакрилат; ҷузъе, ки дар баробари гурӯҳи амин пайванди дугонаи карбон-карбон дошта, метавонад дар вулканизатсияи пероксидӣ иштирок кунад.

Азбаски реаксия хеле экзотермӣ буд, раванд дар ҳарорати муҳити 20 ± 5 °C ва дар муҳити хунуккунандае, ки 200 g оби деионизатсияшуда дошт, анҷом дода шуд. Аввал ба 36 g маҳлули DTPMP дорои %50 об, 18 g оби деионизатсияшуда ва 2,47 g DMAEMA илова карда шуда, омехта 5 дақиқа барои реаксия монда шуд. Сипас 6,79 g DETA илова карда, боз 5 дақиқа омехта карданд. Бори дуюм 2,47 g DMAEMA илова шуд ва пас аз 5 дақиқа DETA қатра-қатра то расидани pH ба тақрибан 7 ворид карда шуд. Маҳлули ҳосилшуда дар 60 °C зери вакуум то массаи доимӣ хушк карда шуда, DDDP-и зарди равшан ва хамирмонанд ба даст омад.

Таҳлилҳои спектроскопӣ дар бораи сохтори DDDP чӣ нишон медиҳанд?

Спектроскопияи инфрасурх бо табдили Fourier (FTIR) нишон дод, ки ларзишҳои хоси пайвандҳои моддаҳои ибтидоӣ дар DDDP нигоҳ дошта шудаанд ва баъзе бандҳо аз сабаби таъсирҳои супрамолекулӣ ҷойиваз шудаанд. Бандҳои P-O дар DTPMP, ки тақрибан дар 1.016 cm^-1 ва 934 cm^-1 ҷойгир буданд, дар DDDP мутаносибан ба тақрибан 1.060 cm^-1 ва 973 cm^-1 кӯчиданд. Банде, ки ба карбонили эстери C=O-и DMAEMA тааллуқ дорад, дар DDDP тақрибан дар 1.723 cm^-1 мушоҳида шуд. Банде, ки тақрибан дар 1.636 cm^-1 ҷойгир аст, ба ҳампӯшии ларзишҳои DTPMP, DMAEMA ва DETA нисбат дода шудааст.

Дар спектроскопияи фотоэлектронии рентгенӣ спектри C 1s ба ҷузъҳои C-C/C=C, C-N/C-P, C-O ва O-C=O ҷудо карда шуд. Дар спектри N 1s ҷузъи 401,04 eV ба C-N⁺-и протондор ва ҷузъи 399,14 eV ба пайванди C-N-и бепротон нисбат дода шуд. Дар спектри O 1s барои сохторҳои C=O/P=O, P-O^- ва C-O-C мутаносибан дар атрофи 530,49 eV, 532,06 eV ва 533,32 eV ҷузъҳо муайян шуданд. Дар спектри P 2p як қуллаи симметрӣ дар 133,09 eV мушоҳида шуд ва ин натиҷа ба сохтори аниони фосфонат нисбат дода шуд.

Ин натиҷаҳои спектроскопӣ ташаккули сохторҳои ҳадафии фосфор, нитроген, эстер ва карбони нонасифта дар DDDP-ро дастгирӣ мекунанд. Аммо ин ченкуниҳо асосан DDDP-ро тавсиф мекунанд ва худ аз худ сохтори кимиёвии мустақими пайванди муайяни ковалентӣ бо EVM-ро нишон намедиҳанд.

Композитҳои EVM-DDDP чӣ гуна истеҳсол шудаанд?

EVM аввал дар омехтакунаки дуғалта пластикӣ карда шуд. Пас аз печидани каучук ба ғалтакҳо, кислотаи стеарин, оксиди руҳ, поликарбодиимид, диоктил себакат, DDDP ва ҷузъҳои вулканизатсия пайдарпай илова шуданд. Пас аз ҳар илова мавод се маротиба ба шакли секунҷа печонида омехта карда шуд. Пас аз анҷоми омехтакунӣ фосилаи ғалтакҳо ба 1 mm танзим шуда, омехтаи ба варақ табдилёфта дар ҳарорати хона 24 соат нигоҳ дошта шуд.

Композитҳо дар 160 °C ва фишори 10 MPa бо иловаи ду дақиқа ба вақти оптималии вулканизатсияи бо реометр муайяншуда бо пресси гарм фишурда шуданд. Намунаҳо DDDPX номгузорӣ шуданд; X фоизи массаи DDDP-ро дар омехтаи умумӣ нишон медиҳад. DDDP0 гурӯҳи назоратӣ мебошад; DDDP5, DDDP10, DDDP15, DDDP20 ва DDDP25 мутаносибан %5, %10, %15, %20 ва %25 DDDP аз рӯи масса доранд.

Пайваст шудани DDDP ба шабакаи EVM чӣ гуна арзёбӣ шудааст?

Муҳаққиқон пайвастшавии ковалентиро на бо як ченкунии мустақим, балки бо маҷмӯи далелҳо аз DSC ва таҷрибаҳои ғӯтондан дар об арзёбӣ кардаанд.

Дар каҷҳои DSC-и омехтаҳои DDDP0 ва DDDP15-noDMAEMA, ки DMAEMA надоштанд, ду қуллаи алоҳидаи экзотермӣ дар тақрибан 173 °C ва 193 °C мушоҳида шуданд. Дар формулаи стандартии DDDP15 ин ду раванд дар тақрибан 180 °C ба як қулла муттаҳид шуданд. Вақте ки миқдори DMAEMA ду баробар зиёд шуд, қулла тезтар шуда, ба тақрибан 189 °C кӯчид. Муҳаққиқон мегӯянд, ки ин тағйирот бо иштироки пайвандҳои C=C-и DMAEMA дар раванди вулканизатсия ва ҳамзамонтар шудани равандҳои пайвастшавии салибӣ, ки дар аввал ҷудогона пеш мерафтанд, мувофиқат мекунад.

Дар таҷрибаи ғӯтондан дар об, пораҳои хурди композит бо массаи ибтидоии 1,000 g дар 20 g оби деионизатсияшуда 96 соат нигоҳ дошта шуданд. Массаи пас аз хушккунӣ m₁ гирифта шуд ва азбаски массаи ибтидоӣ дақиқ 1,000 g буд, таҳқиқот нисбати нигоҳдории массаро чунин дод:

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

Дар ин ҷо m₁ массаест, ки пас аз ғӯтондан ва хушккунии ниҳоӣ бо грамм чен шудааст. Дар муодилаи умумии нисбати масса, массаи ибтидоӣ низ дар махраҷ мебуд; дар таҳқиқот массаи ибтидоӣ ба 1,000 g собит карда шуда буд, бинобар ин муодила ба ин шакл навишта шудааст.

Дар намунаҳое, ки пешакӣ хушк карда нашуда буданд, бо зиёд шудани DDDP нисбати нигоҳдории масса кам шуд; қимате, ки барои DDDP0 тақрибан %98 буд, барои DDDP25 ба %95,1 паст шуд. Муҳаққиқон инро ба ҷаббидани намӣ аз ҳаво аз ҷониби DDDP нисбат доданд. Вақте ки намунаҳо пеш аз санҷиш хушк карда шуданд, талафи назарраси масса вобаста ба миқдори DDDP мушоҳида нашуд ва қимати DDDP25 аз DDDP0 тақрибан 0,1 банди фоизӣ баландтар буд.

Дар таҷрибаи назоратии дуюм аз қобилияти гурӯҳҳои фосфонати DDDP барои ҳосил кардани таҳшини сафед ва ҳалнашаванда бо ионҳои цирконий истифода шуд. Вақте ки DDDP-и холис ба маҳлули цирконий илова шуд, тирашавӣ ва таҳшин ҳосил гардид, аммо ҳангоми илова кардани моеъи ғӯтондани DDDP25 маҳлул асосан шаффоф монд. Ин мушоҳида дастгирӣ мекунад, ки аз композит миқдори назарраси DDDP-и озод ё гурӯҳҳои кислотаи фосфонии озод берун нашудаанд.

Таҷрибаҳои DSC ва ғӯтондан дар об ақидаи иштироки қавии DDDP дар шабакаи пайвандҳои салибиро дастгирӣ мекунанд. Бо вуҷуди ин, азбаски пайвандҳои мушаххаси ковалентии EVM-DDDP бо NMR, спектроскопияи ҳолати сахт ё усули дигари махсуси пайванд мустақиман нишон дода нашудаанд, хулосаи “пайвандкунии ковалентӣ” ба тафсири якҷояи далелҳои ғайримустақим асос ёфтааст.

Индекси маҳдудкунандаи оксиген чӣ гуна тағйир ёфт?

Индекси маҳдудкунандаи оксиген (limiting oxygen index, LOI) пасттарин фоизи оксиген дар омехтаи азот-оксигенро ифода мекунад, ки дар он мавод метавонад сӯхтанро идома диҳад. Қимати баландтари LOI нишон медиҳад, ки дар шароити муайяни санҷиш барои идомаи сӯхтан оксигени бештар лозим аст.

Бо зиёд шудани миқдори DDDP, LOI мунтазам афзуд. Қимати LOI-и DDDP0 %23,2 буд, дар ҳоле ки DDDP25 ба %29,3 расид. Ин тағйирот 6,1 банди фоизӣ ё тақрибан %26,3 афзоиши нисбӣ нисбат ба қимати ибтидоӣ мебошад. Пас аз сӯхтан DDDP0 хеле кам бақияи сахт боқӣ гузошт, дар DDDP25 бошад сохторҳои сахт, сиёҳ, сутунмонанд ва варамкардаи карбоншуда, ки аз минтақаи сӯхтан рушд карда буданд, мушоҳида шуданд.

Санҷиши амудии сӯхтани UL-94 чӣ нишон дод?

Дар санҷиши амудии сӯхтан DDDP0 пас аз оташгиронӣ сӯхтанро идома дод, аланга то қапқачаки нигоҳдоранда расид ва маводи қатракунанда нишондиҳандаи пахтаро оташ зад. DDDP15 ва DDDP20 пас аз оташгиронии аввал мутаносибан дар 1,9 ва 1,4 сония хомӯш шуданд ва пахтаро оташ назаданд. Аммо пас аз оташгиронии дуюм вақти сӯхтани ҳар ду намуна аз 30 сония зиёд шуд ва онҳо дараҷабандӣ нагирифтанд.

DDDP25 пас аз оташгиронии аввал дар 1,1 сония ва пас аз оташгиронии дуюм дар 2,7 сония хомӯш шуд; бо қатраҳои сӯзанда пахтаро оташ назад ва дараҷаи UL-94 V-0 гирифт. Ин натиҷа барои намунаҳои 130 × 13 × 3 mm ва тартиби санҷиши GB/T 2408, ки дар таҳқиқот истифода шудааст, эътибор дорад. Наметавон мустақиман қабул кард, ки ҳамин дараҷа дар ғафсӣ, усули истеҳсол ё геометрияи дигари маҳсулот нигоҳ дошта мешавад.

Натиҷаҳои калориметри конусӣ дар бораи хатари оташ чӣ нишон медиҳанд?

Таҷрибаҳои калориметри конусӣ дар намунаҳои андозаи 100 × 100 × 3 mm ва зери ҷараёни гармии 50 kW/m² анҷом дода шуданд. DDDP25 нисбат ба намунаи назоратӣ суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ ва суръати ҳосилшавии чандин газро ба таври назаррас коҳиш дод.

Индекси иҷрои оташ дар таҳқиқот ҳамчун нисбати вақти оташгиронӣ ба суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ муайян шудааст:

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

Вақте ки TTI бо сония ва PHRR бо kW/m² дода мешавад, воҳиди FPI m²·s/kW мешавад. Қимати баландтар бо хатари нисбатан камтари афзоиши оташ бинобар дертар оташгирӣ ва/ё коҳиши суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ алоқаманд аст. Қисми асосии афзоиши FPI дар DDDP25 на аз тағйироти хурди вақти оташгиронӣ, балки аз коҳиши калони PHRR ба вуҷуд омадааст.

Гарчанде суръати қуллавии истеҳсоли дуд дар DDDP25 коҳиш ёфт, истеҳсоли умумии дуд зиёд шуд. Муҳаққиқон инро ба он нисбат медиҳанд, ки қабати муҳофизатии ангишт сӯхтани зуд ва пурраро фурӯ менишонад, аммо намуна муддати дарозтар тлея карда, дуд тавлид мекунад. Аз ин рӯ, арзёбии “фурӯнишонии дуд” танҳо барои суръати қуллавӣ дуруст аст; бартарӣ аз ҷиҳати бори умумии дуд нишон дода нашудааст.

Қабати ангишт чӣ гуна ташаккул ёфт?

Пас аз калориметрияи конусӣ DDDP0 хеле кам бақия гузошт, дар ҳоле ки DDDP25 бақияи ба пора-порашавӣ тобовар, якпорча ва аз ҷиҳати ҳаҷм васеъшуда ташкил кард. Вақте ки намунаи ибтидоӣ 3 mm ғафсӣ дошт, қабати варамкардаи ангишти DDDP25 ба баландии тақрибан 25 mm расид. Ҳамин тавр, байни аланга ва полимери зерӣ монеаи ғафстари интиқоли гармӣ ва масса ба вуҷуд омад.

Дар бақияи DDDP0 сохторҳои ковоки асалмонанд аз эллипсоидҳои хурдтар аз 50 µm дида шуданд ва бинобар миқдори зиёди руҳ, онҳо асосан ZnO ҳисобида шуданд. Дар бақияи DDDP25 бошад зарраҳои графитии номунтазами 10-50 µm, ки бо ҳам тамос доштанд, муайян шуданд.

Дар таҳлили Raman нисбати шиддати бандҳои D ва G, яъне I_D/I_G, барои DDDP0 3,72 ва барои DDDP25 1,82 чен шуд. Тибқи тафсири таҳқиқот, нисбати пасттар ба тартибнокӣ ва дараҷаи баландтари графитшавии сохтори карбонӣ ишора мекунад. Ин натиҷа бо сохтори бақияи ғанӣ аз карбон ва ба ҳам пайвастае, ки дар SEM/EDS дида шудааст, мувофиқ аст.

Механизми пешниҳодшудаи сусткунии аланга чист?

Механизми пешниҳодкардаи муҳаққиқон саҳми ҳам фазаи конденсатшуда ва ҳам фазаи газро дар бар мегирад. Ҳангоми гарм шудани DDDP чунин ҳисобида мешавад, ки намудҳои кислотаӣ монанди кислотаи фосфор, кислотаи метафосфор ва кислотаи полифосфор ҳосил шуда, хушкшавӣ ва карбоншавии EVM-ро дастгирӣ мекунанд. Қабати ангишти ғанӣ аз фосфор, салибпайванд ва варамкарда:

• Интиқоли гармиро ба полимери зерӣ маҳдуд мекунад.
• Баромадани маҳсулоти сӯзандаи таҷзияро суст мекунад.
• Расидани оксигенро ба сатҳи полимер душвор мегардонад.
• Қатра кардани полимери гудохтаро кам мекунад.

Пешниҳод шудааст, ки маҳсулоти таҷзияи дорои нитрогени DDDP метавонанд газҳои насӯзанда ба мисли NH₃ ва N₂ ҳосил карда, қабати ангиштро варам кунанд ва газҳои сӯзандаро тунук намоянд. Ҳамчунин бо такя ба адабиёт гуфта шудааст, ки радикалҳои фосфордори PO· ва PO₂· метавонанд реаксияҳои занҷириро дар аланга қатъ кунанд.

Ташаккули ангишт, варамкунӣ, миқдори бақия, таҳлили Raman ва коҳиши хориҷшавии гармӣ механизми фазаи конденсатшударо мустақиман дастгирӣ мекунанд. Аммо намудҳои NH₃, N₂, PO· ва PO₂· дар ин таҳқиқот бо таҳлили газ ё спектроскопияи радикалӣ мустақиман чен нашудаанд. Механизми фазаи газ натиҷаи қатъиян исботшудаи таҷрибавӣ нест, балки пешниҳоди механизмест, ки бо адабиёт ва рафтори мушоҳидашудаи сӯхтан мувофиқ аст.

Хосиятҳои механикӣ чӣ гуна тағйир ёфтанд?

Бо зиёд шудани миқдори DDDP қувваи кашиш ва дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ дар маҷмӯъ якҷо афзуданд. Дар гурӯҳи назоратӣ қувваи кашиш 2,19 MPa ва дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ %251,3 буд, дар ҳоле ки дар DDDP25 қувваи кашиш 5,76 MPa ва дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ %510,5 чен шуд.

Муҳаққиқон ин афзоиши ҳамзамони қувват ва дарозшавиро бо кори муштараки ду шабака шарҳ медиҳанд. Гумон меравад, ки пайвандҳои кимиёвии салибие, ки тавассути вулканизатсияи пероксидӣ ҳосил мешаванд, шиддатро байни EVM ва DDDP интиқол медиҳанд, дар ҳоле ки шабакаи динамикии физикӣ аз таъсирҳои ионӣ ва пайвандҳои гидрогенӣ ҳангоми деформатсия ҷудо шуда, бозтартиб меёбад ва энергияро пароканда мекунад.

Ин шарҳ бо натиҷаҳои шиддат-дарозшавӣ мувофиқ аст. Бо вуҷуди ин, механизми пайвандҳои қурбонӣ бо боркунии даврӣ, гистерезис, релаксатсияи шиддат, барқароршавии пайвандҳо ё мониторинги спектроскопӣ ҳангоми деформатсия мустақиман нишон дода нашудааст. Механизм ба тафсири якҷояи маълумоти сохтори супрамолекулӣ ва тамоюлҳои макроскопии механикӣ асос ёфтааст.

Таҷзияи гармӣ чӣ гуна тағйир ёфт?

Таҷзияи гармии EVM дар ду марҳилаи асосӣ сурат гирифтааст. Марҳилаи аввал дар тақрибан 220-400 °C ба деацетилатсияи қисмҳои винил-ацетат ва марҳилаи дуюм дар 400-500 °C ба шикастани занҷири асосии полимер бо ҳосил шудани карбогидридҳои хурд ва оксидҳои карбон нисбат дода шудааст.

Ҳароратҳои максималии таҷзияи DDDP25 нисбат ба гурӯҳи назоратӣ ба таври назаррас баландтар нестанд. Баръакс, суръатҳои максималии талафи масса дар ҳар ду марҳила кам шуда, миқдори моддаи сахти боқимонда дар 800 °C зиёд шудааст. Аз ин рӯ, дар доираи ин таҳқиқот “афзоиши устувории гармӣ” бештар маънои суст шудани суръати таҷзия ва ҳосил шудани бақияи муҳофизатии карбонии бештарро дорад, на он ки таҷзия дар ҳарорати хеле баландтар оғоз мешавад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Сусткунии аланга ва тақвияти механикӣ дар як формула омӯхта шудаанд.
• Санҷишҳои гуногуни иҷроиш, аз ҷумла LOI, UL-94, калориметри конусӣ, кашиш ва TGA якҷо истифода шудаанд.
• Қабати ангишт бо аксҳои макроскопӣ, SEM/EDS ва таҳлили Raman арзёбӣ шудааст.
• Тағйир додани тадриҷии миқдори DDDP аз %0 то %25 тамоюли воя-натиҷаро нишон додааст.
• Таҷрибаҳои ғӯтондан дар об ва координатсияи цирконий беруншавии сусткунандаи алангаи озодро арзёбӣ кардаанд.
• Афзоиши ҳам қувваи кашиш ва ҳам дарозшавӣ дар DDDP25 натиҷаеро нишон додааст, ки аз мувозинати анъанавии пуркунандаҳои сахт ва тақвият фарқ мекунад.

Маҳдудиятҳои таҳқиқот кадомҳоянд?

• Таҳқиқот preprint аст ва аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст.
• Шаклҳо ва ҷадвалҳои иловагие, ки дар матни асосӣ ба онҳо ишора шудааст, дар файли боршуда мавҷуд нестанд.
• Пайвандкунии ковалентӣ аз DSC ва таҷрибаҳои шориш хулоса шудааст, на аз як усули ягонае, ки сохтори пайвандро мустақиман нишон диҳад.
• Шумораи такрорҳои санҷишҳои оташ ва механикӣ, навъи ченаки хатогӣ ва қиматҳои аҳамияти оморӣ дар ҳамаи қисматҳои матни асосӣ равшан дода нашудаанд.
• Бо вуҷуди коҳиши суръати қуллавии истеҳсоли дуд, истеҳсоли умумии дуд афзудааст.
• Радикалҳои фосфорӣ ва газҳои нитрогендоре, ки барои фазаи газ пешниҳод шудаанд, мустақиман чен нашудаанд.
• Механизми “пайванди қурбонӣ” ва парокандасозии энергия бо таҷрибаҳои механикии даврӣ мустақиман санҷида нашудааст.
• Таҷрибаи ғӯтондан дар об ба 96 соат дар оби деионизатсияшуда маҳдуд аст; иҷроиш дар намии дарозмуддат, оби шӯр, равған ва муҳити кимиёвӣ арзёбӣ нашудааст.
• Изолятсияи барқӣ, экструзияи кабел, хастагии динамикӣ, пиршавии гармӣ ва муқовимат ба обу ҳаво санҷида нашудаанд.
• Таҳлили заҳрнокӣ, давраи ҳаёт, биотаҷзия ё партоби экологӣ барои тасдиқи даъвои равиши маводи “сабз” анҷом дода нашудааст.
• Дар шарҳи Ҷадвали 1 ба ҷои DDDP ибораи “ABDP” омадааст; сатрҳои формула ва боқимондаи таҳқиқот нишон медиҳанд, ки ин эҳтимолан хатои навишт аст.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

Таҳқиқот дастгирӣ мекунад, ки илова кардани DDDP ба формулаи EVM дар шароити муайяни лабораторӣ дар LOI, дараҷаи UL-94, хориҷшавии қуллавии гармӣ, суръати қуллавии истеҳсоли дуд, ҳосилшавии бақияи сахт, қувваи кашиш ва дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ тағйироти мусбат ба вуҷуд овардааст. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки муттаҳид кардани сохтори супрамолекулии дорои фосфор ва нитроген бо ҳамон шабака тавассути вулканизатсияи пероксидӣ метавонад равиши алтернативии тарҳрезӣ ба сусткунандаҳои алангаи навъи иловагӣ бошад.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

Таҳқиқот исбот намекунад, ки DDDP25 дар ҳамаи навъҳои EVM, ҳамаи ғафсиҳои маҳсулот ё истеҳсоли тиҷоратии кабел ҳамон дараҷаи UL-94-ро таъмин мекунад. Натиҷаҳо маънои бехатарии дарозмуддати саҳроӣ, иҷрои барқӣ, заҳрнокии газ, мувофиқат ба стандартҳои кабели камдуд, коркарди такрорӣ, бартарии экологӣ, қобилияти иқтисодӣ ё муваффақияти миқёси саноатиро надоранд. Коҳиши суръати қуллавии истеҳсоли дуд набояд ҳамчун кам шудани ҳаҷми умумии дуд тафсир шавад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Формулаи асосии композит

phr миқдори ҷузъро ба ҳар сад қисми каучук ифода мекунад. DDDP бошад дар таҳқиқот ҳамчун фоизи массаи омехтаи умумӣ дода шудааст.

Шароити тавсиф ва таҷриба

Натиҷаҳои барҷастаи DDDP25

• Қимати LOI ба %29,3 расид.
• Дараҷаи UL-94 V-0 ба даст омад.
• Вақтҳои сӯхтан пас аз оташгиронии якум ва дуюм мутаносибан 1,1 ва 2,7 сония буданд.
• Суръати қуллавии хориҷшавии гармӣ %71,9 коҳиш ёфт.
• Хориҷшавии умумии гармӣ дар 200. сония %49,5 коҳиш ёфт.
• Суръати қуллавии истеҳсоли дуд %57,8 коҳиш ёфт.
• Суръатҳои қуллавии ҳосилшавии CO ва CO2 мутаносибан %56,9 ва %77,3 коҳиш ёфтанд.
• Истеҳсоли умумии дуд аз 6,1 m² то 7,3 m² афзуд.
• Бақияи масса дар охири калориметрияи конусӣ аз %5,1 то %16,5 афзуд.
• Қабати варамкардаи ангишт ба баландии тақрибан 25 mm расид.
• Нисбати Raman I_D/I_G аз 3,72 то 1,82 коҳиш ёфт.
• Қувваи кашиш ба 5,76 MPa расид.
• Дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ ба %510,5 расид.
• Бақияи ангишт дар охири TGA аз %5,3 то %14,3 афзуд.

Маҷмӯи натиҷаҳо нишон медиҳад, ки DDDP25 дар формулаи EVM ва шароити озмоишии лаборатории истифодашуда суръати афзоиши оташро коҳиш дода, ҳамзамон қувваи механикӣ ва дарозшавиро беҳтар кардааст. Муҳимтарин маҳдудияти тафсир ин аст, ки ин иҷроиш ҳанӯз дар геометрияҳои маҳсулоти тиҷоратӣ ва шароити истифодаи дарозмуддат тасдиқ нашудааст.

Қайди манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот:Supramolecular Polymer-Grafted Ethylene-Vinyl Acetate Rubber with Superior Flame Retardancy and Reinforcement

Муаллифон ва тартиби онҳо: Zhenyin Guo; Chen Peng; Kang Zhu; Hongtao Li; Xianru He.

Маълумот дар бораи саҳми баробар: Дар таҳқиқот муаллифи саҳми баробар ё ҳаммуаллифи аввал нишон дода нашудааст.

Муаллифи масъул: Xianru He.

Муассиса: School of New Energy and Materials, Southwest Petroleum University, Chengdu, Чин.

Навъи манбаъ: Мақолаи таҷрибавии preprint, ки истеҳсоли мавод дар миқёси лабораторӣ, санҷишҳои оташ, таҷрибаҳои механикӣ ва тавсифи микросохторро дар бар мегирад.

Вазъи арзёбии ҳамтоён: Ин таҳқиқот preprint аст ва аз арзёбии ҳамтоён нагузаштааст; натиҷаҳо бояд бо дарназардошти ин маҳдудият хонда шаванд.

Соли нашр: 2026.

Платформаи нашр: SSRN.

Таъминкунандаи платформа: Elsevier SSRN Preprint Services.

Пайванди SSRN, ки дар файли боршуда нишон дода шудааст:https://ssrn.com/abstract=7197013

Сабти дигари SSRN, ки бо ҳамон унвон ва муаллифон тасдиқ шудааст:https://ssrn.com/abstract=6759920

DOI-и тасдиқшаванда:10.2139/ssrn.6759920

Огоҳии библиографӣ: Рақами сабти SSRN дар поёни файли боршуда 7197013 аст. Барои ҳамин таҳқиқот дар ҷустуҷӯи расмӣ сабти дигари SSRN бо рақами 6759920 ва DOI-и 10.2139/ssrn.6759920 низ вуҷуд дорад. Робитаи версиявии ин ду сабт ва маълумоти пурраи DOI барои сабти 7197013 дақиқ тасдиқ нашудааст. Пайванди манбаъ ва DOI бояд пеш аз нашр аз саҳифаи SSRN дубора санҷида шаванд.

Маҷалла: Версияи маҷаллаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта тасдиқ нашудааст.

Ношири аслии маҷалла: Маҷалла ё ношири маҷаллаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта ва тасдиқшуда вуҷуд надорад. SSRN платформаи preprint аст ва набояд ҳамчун маҷаллаи аз арзёбии ҳамтоён гузашта пешниҳод шавад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот бо дастгирии рақами 52073239-и Бунёди миллии илмҳои табиии Чин маблағгузорӣ шудааст.

Барханӯрди манфиатҳо: Муаллифон барханӯрди маълуми молиявии манфиатҳо ё муносибати шахсие, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, хабар надодаанд.

Дастрасӣ ба маълумот: Гуфта шудааст, ки маълумот бо дархост пешниҳод мешавад; пайванди анбори кушодаи маълумот дода нашудааст.

Саҳми муаллифон: Zhenyin Guo дар консептуализатсия, усул, таҳқиқот, таҳлил, тасдиқ, визуализатсия ва навиштан; Chen Peng, Kang Zhu ва Hongtao Li дар ҷамъоварии маълумот, таҳқиқот ва визуализатсия; Xianru He дар консептуализатсия, усул, роҳбарӣ, тасдиқ ва бозбинии матн саҳм гузоштаанд.

Ин шарҳи туркӣ дар асоси матни асосии таҳқиқоти боршуда, ҷадвали формула, таҳлилҳои спектроскопӣ, санҷишҳои оташ, тасвирҳои SEM/EDS ва Raman, таҷрибаҳои механикӣ ва натиҷаҳои таҳлили гармӣ омода шудааст. Натиҷаҳои илмие, ки дар таҳқиқот вуҷуд надоранд, илова нашудаанд. Манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи библиографии унвон, муаллифон, сабти SSRN, DOI, платформа ва вазъи нашр истифода шудаанд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот аз арзёбии ҳамтоён нагузаштани он, баррасӣ нашудани файли маълумоти иловагӣ, арзёбии пайвастшавии ковалентӣ бо далелҳои ғайримустақим, афзоиши истеҳсоли умумии дуд, мустақиман чен нашудани механизмҳои фазаи газ, маҳдуд будани тафсилоти оморӣ ва анҷом нашудани тасдиқи дарозмуддат дар шароити воқеии маҳсулот мебошанд.