Механизм фотодеградации ПЭФ

Полиэтилен 2,5-фурандикарбоксилат (ПЭФ) , как новый полимер на биологической основе, привлек широкое внимание благодаря своим экологически чистым свойствам. Механизм фотодеградации является одним из важных путей деградации ПЭФ, который в основном запускает химические реакции посредством светового излучения, приводящие к изменению физических и химических свойств материала.
Фотодеградация ПЭФ происходит главным образом под действием ультрафиолетового (УФ) излучения. Энергия ультрафиолетового света достаточно высока, чтобы разорвать химические связи в молекулярной цепи ПЭФ, особенно сложноэфирные связи. Эта реакция расщепления приводит к образованию свободных радикалов, которые в дальнейшем запускают серию цепных реакций. Процесс фотодеградации можно разделить на следующие этапы:
Поглощение света: когда PEF подвергается воздействию УФ-излучения, определенные химические связи в молекуле поглощают энергию света и переходят в более высокоэнергетическое состояние.
Разрыв цепи: поглощенная энергия приводит к разрыву сложноэфирных связей в молекулярной цепи, образуя низкомолекулярные соединения и свободные радикалы.
Реакция окисления: образующиеся свободные радикалы реагируют с окружающими молекулами кислорода с образованием пероксидов, которые дополнительно способствуют реакциям разрыва цепи и поперечной сшивки.
Продукты фотодеградации
Продукты фотодеградации ПЭФ в основном включают короткоцепочечные полимеры и низкомолекулярные органические вещества. Образование этих продуктов разложения повлияет на механические и оптические свойства материала. Исследования показали, что фотодеградация может вызвать изменение цвета и снижение прозрачности ПЭФ, что отражает ухудшение его физических свойств.
На скорость фотодеградации влияет множество факторов, в том числе:
Интенсивность и длина волны источника света. Различные длины волн УФ-излучения по-разному влияют на деградацию PEF, а диапазон УФ-C (200–280 нм), как правило, оказывает наибольшее влияние на деградацию.
Условия окружающей среды: Факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и концентрация кислорода, могут влиять на процесс разложения. Например, высокая влажность может способствовать гидролизу, еще больше ускоряя разложение.
Добавки: к PEF можно добавлять определенные светостабилизаторы и антиоксиданты, чтобы улучшить его светостабильность и замедлить скорость разложения.