Fotonedbrydningsmekanisme af PEF

Polyethylen 2,5-furandicarboxylat (PEF) , som en ny biobaseret polymer, har tiltrukket sig bred opmærksomhed på grund af dens miljøvenlige egenskaber. Fotonedbrydningsmekanismen er en af ​​de vigtige veje for PEF-nedbrydning, som hovedsageligt udløser kemiske reaktioner gennem lysstråling, hvilket resulterer i ændringer i materialets fysiske og kemiske egenskaber.
Fotonedbrydningen af ​​PEF skyldes hovedsageligt virkningen af ​​ultraviolet (UV) stråling. Energien af ​​ultraviolet lys er høj nok til at bryde de kemiske bindinger i PEF-molekylkæden, især esterbindingerne. Denne spaltningsreaktion producerer frie radikaler, som yderligere udløser en række kædereaktioner. Fotonedbrydningsprocessen kan opdeles i følgende trin:
Lysabsorption: Når PEF udsættes for UV-stråling, absorberer specifikke kemiske bindinger i molekylet lysenergi og exciteres til en højere energitilstand.
Kædespaltning: Den absorberede energi får esterbindingerne i molekylkæden til at bryde, hvilket danner forbindelser med lav molekylvægt og frie radikaler.
Oxidationsreaktion: De dannede frie radikaler reagerer med de omgivende oxygenmolekyler og danner peroxider, som yderligere fremmer kædespaltning og tværbindingsreaktioner.
Fotonedbrydningsprodukter
Fotonedbrydningsprodukterne af PEF omfatter hovedsageligt kortkædede polymerer og små molekylære organiske stoffer. Dannelsen af ​​disse nedbrydningsprodukter vil påvirke materialets mekaniske egenskaber og optiske egenskaber. Undersøgelser har vist, at fotonedbrydning kan forårsage farveændringer og nedsat gennemsigtighed af PEF, hvilket afspejler forringelsen af ​​dets fysiske egenskaber.
Hastigheden af ​​fotonedbrydning påvirkes af en række faktorer, herunder:
Lyskildeintensitet og bølgelængde: Forskellige bølgelængder af UV-stråling har forskellige effekter på PEF-nedbrydning, og UV-C-båndet (200-280 nm) har generelt den største indflydelse på nedbrydningen.
Miljøforhold: Miljøfaktorer som temperatur, luftfugtighed og iltkoncentration kan påvirke nedbrydningsprocessen. For eksempel kan høj luftfugtighed fremme hydrolyse, hvilket yderligere accelererer nedbrydning.
Tilsætningsstoffer: Visse lysstabilisatorer og antioxidanter kan tilsættes til PEF for at forbedre dets lysstabilitet og sænke nedbrydningshastigheden.