Mecanismul de fotodegradare a PEF

2,5-furandicarboxilat de polietilenă (PEF) , ca un polimer emergent pe bază de bio, a atras atenția pe scară largă datorită proprietăților sale ecologice. Mecanismul de fotodegradare este una dintre căile importante de degradare a PEF, care declanșează în principal reacții chimice prin radiații luminoase, ducând la modificări ale proprietăților fizice și chimice ale materialului.
Fotodegradarea PEF se datorează în principal acțiunii radiațiilor ultraviolete (UV). Energia luminii ultraviolete este suficient de mare pentru a rupe legăturile chimice din lanțul molecular PEF, în special legăturile esterice. Această reacție de scindare produce radicali liberi, care declanșează în continuare o serie de reacții în lanț. Procesul de fotodegradare poate fi împărțit în următoarele etape:
Absorbția luminii: Când PEF este expus la radiații UV, legăturile chimice specifice din moleculă absorb energia luminii și sunt excitate la o stare de energie mai mare.
Scisarea lanțului: Energia absorbită determină ruperea legăturilor esterice din lanțul molecular, formând compuși cu greutate moleculară mică și radicali liberi.
Reacția de oxidare: radicalii liberi generați reacționează cu moleculele de oxigen din jur pentru a forma peroxizi, care promovează în continuare scisiunea în lanț și reacțiile de reticulare.
Produse de fotodegradare
Produsele de fotodegradare ale PEF includ în principal polimeri cu lanț scurt și materie organică moleculară mică. Formarea acestor produse de degradare va afecta proprietățile mecanice și proprietățile optice ale materialului. Studiile au arătat că fotodegradarea poate provoca modificări de culoare și scăderea transparenței PEF, reflectând deteriorarea proprietăților sale fizice.
Rata de fotodegradare este afectată de o varietate de factori, printre care:
Intensitatea și lungimea de undă a sursei de lumină: diferitele lungimi de undă ale radiației UV au efecte diferite asupra degradării PEF, iar banda UV-C (200-280 nm) are, în general, cel mai mare impact asupra degradării.
Condiții de mediu: Factorii de mediu precum temperatura, umiditatea și concentrația de oxigen pot afecta procesul de degradare. De exemplu, umiditatea ridicată poate promova hidroliza, accelerând și mai mult degradarea.
Aditivi: Anumiți stabilizatori de lumină și antioxidanți pot fi adăugați la PEF pentru a-și îmbunătăți stabilitatea luminii și a încetini rata de degradare.