Fotonedbrytningsmekanism för PEF

Polyeten 2,5-furandikarboxylat (PEF) , som en framväxande biobaserad polymer, har väckt stor uppmärksamhet på grund av dess miljövänliga egenskaper. Fotonedbrytningsmekanismen är en av de viktiga vägarna för PEF-nedbrytning, som huvudsakligen utlöser kemiska reaktioner genom ljusstrålning, vilket resulterar i förändringar i materialets fysikaliska och kemiska egenskaper.
Fotonedbrytningen av PEF beror huvudsakligen på verkan av ultraviolett (UV) strålning. Energin hos ultraviolett ljus är tillräckligt hög för att bryta de kemiska bindningarna i PEF-molekylkedjan, speciellt esterbindningarna. Denna klyvningsreaktion producerar fria radikaler, som ytterligare utlöser en rad kedjereaktioner. Fotonedbrytningsprocessen kan delas in i följande steg:
Ljusabsorption: När PEF utsätts för UV-strålning absorberar specifika kemiska bindningar i molekylen ljusenergi och exciteras till ett högre energitillstånd.
Kedjeklyvning: Den absorberade energin gör att esterbindningarna i molekylkedjan bryts och bildar lågmolekylära föreningar och fria radikaler.
Oxidationsreaktion: De genererade fria radikalerna reagerar med de omgivande syremolekylerna för att bilda peroxider, som ytterligare främjar kedjeklyvning och tvärbindningsreaktioner.
Fotonedbrytningsprodukter
Fotonedbrytningsprodukterna av PEF inkluderar huvudsakligen kortkedjiga polymerer och småmolekylärt organiskt material. Bildandet av dessa nedbrytningsprodukter kommer att påverka materialets mekaniska egenskaper och optiska egenskaper. Studier har visat att fotonedbrytning kan orsaka färgförändringar och minskad transparens av PEF, vilket återspeglar försämringen av dess fysikaliska egenskaper.
Hastigheten för fotonedbrytning påverkas av en mängd olika faktorer, inklusive:
Ljuskällans intensitet och våglängd: Olika våglängder av UV-strålning har olika effekter på PEF-nedbrytning, och UV-C-bandet (200-280 nm) har generellt störst inverkan på nedbrytningen.
Miljöförhållanden: Miljöfaktorer som temperatur, luftfuktighet och syrekoncentration kan påverka nedbrytningsprocessen. Till exempel kan hög luftfuktighet främja hydrolys, vilket ytterligare accelererar nedbrytningen.
Tillsatser: Vissa ljusstabilisatorer och antioxidanter kan läggas till PEF för att förbättra dess ljusstabilitet och bromsa nedbrytningshastigheten.