Fotonedbrytningsmekanisme av PEF

Polyetylen 2,5-furandikarboksylat (PEF) , som en ny biobasert polymer, har vakt stor oppmerksomhet på grunn av dens miljøvennlige egenskaper. Fotonedbrytningsmekanismen er en av de viktige veiene for PEF-nedbrytning, som hovedsakelig utløser kjemiske reaksjoner gjennom lysstråling, noe som resulterer i endringer i materialets fysiske og kjemiske egenskaper.
Fotonedbrytningen av PEF skyldes hovedsakelig virkningen av ultrafiolett (UV) stråling. Energien til ultrafiolett lys er høy nok til å bryte de kjemiske bindingene i PEF-molekylkjeden, spesielt esterbindingene. Denne spaltningsreaksjonen produserer frie radikaler, som ytterligere utløser en rekke kjedereaksjoner. Fotonedbrytningsprosessen kan deles inn i følgende stadier:
Lysabsorpsjon: Når PEF utsettes for UV-stråling, absorberer spesifikke kjemiske bindinger i molekylet lysenergi og eksiteres til en høyere energitilstand.
Kjededeling: Den absorberte energien fører til at esterbindingene i molekylkjeden brytes, og danner forbindelser med lav molekylvekt og frie radikaler.
Oksidasjonsreaksjon: De genererte frie radikalene reagerer med de omkringliggende oksygenmolekylene for å danne peroksider, som ytterligere fremmer kjededeling og tverrbindingsreaksjoner.
Fotonedbrytningsprodukter
Fotonedbrytningsproduktene til PEF inkluderer hovedsakelig kortkjedede polymerer og lite molekylært organisk materiale. Dannelsen av disse nedbrytningsproduktene vil påvirke materialets mekaniske egenskaper og optiske egenskaper. Studier har vist at fotonedbrytning kan forårsake fargeendringer og redusert gjennomsiktighet av PEF, noe som gjenspeiler forringelsen av dens fysiske egenskaper.
Hastigheten av fotonedbrytning påvirkes av en rekke faktorer, inkludert:
Lyskildeintensitet og bølgelengde: Ulike bølgelengder av UV-stråling har ulik effekt på PEF-nedbrytning, og UV-C-båndet (200-280 nm) har generelt størst innvirkning på degradering.
Miljøforhold: Miljøfaktorer som temperatur, fuktighet og oksygenkonsentrasjon kan påvirke nedbrytningsprosessen. For eksempel kan høy luftfuktighet fremme hydrolyse, og akselerere nedbrytningen ytterligere.
Tilsetningsstoffer: Visse lysstabilisatorer og antioksidanter kan tilsettes PEF for å forbedre lysstabiliteten og redusere nedbrytningshastigheten.