PEF syntetiseras från 2,5-furochikarboxylsyra (FDCA) och etylenglykol , där 2,5-furochikarboxylat (FDC) enheten spelar en avgöroche roll för polymerens mekaniska egenskaper. Den furan ring —en femledad ring som innehåller både syre- och kolatomer — ger betydoche strukturell styvhet till PEF, till skillnad från traditionella polyestrar som använder tereftalsyra (som i PET), som saknar samma nivå av aromatisk styvhet. Den aromatisk natur av furanringen möjliggör stark π-π staplingsinteraktioner mellan intilliggoche polymerkedjor, vilket förbättrar intermolekylära krafter och bidrar till materialets höga modul och draghållfasthet .
Dessa aromatiska interaktioner ökar materialets motstånd mot deformation under mekanisk belastning, vilket gör PEF särskilt användbart för applikationer som kräver hög mekanisk hållfasthet, som t.ex lastbäroche containrar och förstärkta förpackningsmaterial . Dessutom dessa stela strukturer hjälpa polymeren att motstå krypa (permanent deformation under påkänning) ses vanligtvis i mindre styva material, vilket säkerställer att PEF fungerar tillförlitligt under längre användningsperioder.
Den kemisk struktur av PEF, särskilt aromatisk furanring , främjar högre kristallinitet under polymerisationsprocessen. Kristallinitet hänvisar till det ordnade arrangemanget av polymerkedjor i fast tillstånd, och det spelar en avgörande roll för att bestämma en polymers mekanisk styrka , stelhet , och kemisk resistens . Jämfört med konventionell PET , som har lägre kristallinitet, tenderar PEF att bilda en mer beställd struktur , vilket ökar dess draghållfasthet och slagtålighet .
Detta högre kristallinitet förbättrar också barriäregenskaper av PEF, vilket gör det mer effektivt för att blockera gaser som t.ex syre och koldioxid . Dessa egenskaper är avgörande i branscher som livsmedelsförpackningar , där integrity of the product must be maintained to prevent spoilage. The enhanced gasbarriär förbättrar också hållbarhet av ömtåliga varor genom att minska oxidationen av känsligt innehåll. Som ett resultat är PEF särskilt väl lämpad för hållbara förpackningar som kräver både högt prestanda och skydd under miljöpåfrestningar.
PEF aromatisk furanring strukturen bidrar inte bara till dess styvhet utan förmedlar också hög termisk stabilitet . Den aromatisk natur av furanringen är termiskt stabil, vilket innebär att materialet bättre kan motstå högre temperaturer utan att försämras eller förlora sina mekaniska egenskaper jämfört med traditionella PET . Den starka interkedjeinteraktioner , till följd av π-π stapling och vätebindning mellan kedjor, förhindra överdriven termisk rörelse av polymerkedjorna, vilket leder till ökade smältpunkter och glasövergångstemperaturer (Tg) .
PEF tål till exempel förhöjda bearbetningstemperaturer (mellan 250°C-280°C ) utan betydande försämring, vilket gör den lämplig för hög temperatur bearbetning och environments where thermal stability is crucial, such as in fordonskomponenter , elektronik , och industriell utrustning . Denna förbättrade termiska stabilitet säkerställer att PEF förblir dimensionsstabilt, även i hög stress termiska förhållanden, var PET kan mjukna eller försämras.
Den 2,5-furandikarboxylat enheter i PEF ger en överlägsen kemisk beständighet till polymeren. Den furan ring strukturen är mer kemiskt stabil och resistent mot en mängd olika kemikalier, inklusive syror , baser , och lösningsmedel , jämfört med den mer traditionella esterbaserade strukturen hos PET. Detta gör PEF mycket effektivt i industriella miljöer där exponering för kemikalier som t.ex ättiksyra , alkaliska lösningar , alkoholer , eller petroleumderivat är vanligt.
PEF kemisk resistens är ett direkt resultat av stark kovalent bindning mellan furanringen och de esterfunktionella grupperna. Dessa starka molekylära interaktioner förhindra att polymeren bryts ner eller bryts ned under exponering för starka kemikalier. PEF-utställningar hög motståndskraft mot hydrolys , vilket hänvisar till materialets förmåga att motstå nedbrytning i fuktrika miljöer . Detta gör den idealisk för användning i kemisk förpackning , jordbruk , och medicinsk utrustning som kan utsättas för utmanande kemiska förhållanden.
Hydrolys avser den process genom vilken polymerer bryts ned när de utsätts för vatten över tid, vilket ofta leder till en nedbrytning av polymerens molekylkedjor. PEF, på grund av sin unika kemisk struktur , demonstrerar betydligt bättre hydrolytisk stabilitet än PET och many other conventional plastics. The furan ring är mindre benägen för vatteninducerad nedbrytning, vilket gör PEF idealisk för våta miljöer där långtidsprestanda krävs utan att materialet förlorar sin mekanisk styrka eller bli skör.
För applikationer som involverar fuktexponering , som t.ex livsmedelsförpackningar , drycker , eller läkemedel , PEF behåller sin fysiska egenskaper och barriärprestanda mycket längre än traditionell plast. Eftersom vattenmolekyler är mindre benägna att bryta esterbindningarna i PEF, uppvisar det större motståndskraft mot långvarig nedbrytning , minska underhållskostnaderna och förbättra livslängd av produkter.
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
