FDCA ، یک ترکیب مبتنی بر زیستی حاصل از منابع تجدید پذیر ، به دلیل ماهیت معطر ساختار آن ، ثبات حرارتی بیوپلیمرها را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. حلقه Furan هسته در FDCA معطر است ، که نیروهای بین مولکولی قوی را فراهم می کند و به مقاومت حرارتی بالاتر کمک می کند. این بدان معنی است که بیوپلیمرهای دارای FDCA می توانند بدون تجربه تخریب یا از بین رفتن یکپارچگی ساختاری ، در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کنند و آنها را در محیط های گرمای بالا دوام تر می کنند. در مقایسه با پلی اتیلن سنتی تفاتالات (PET) ، که اغلب از نفت حاصل می شود ، بیوپلیمرهای مبتنی بر FDCA نقاط ذوب بهبود یافته و دمای انتقال شیشه (TG) را نشان می دهند. این آستانه های حرارتی بالاتر ، پلیمرهای مبتنی بر FDCA را قادر می سازند تا شرایط شدید مانند موارد موجود در برنامه های کاربردی خودرو یا اجزای الکترونیکی را تحمل کنند ، جایی که نوسانات دما متداول است. ثبات حرارتی پیشرفته باعث می شود این مواد برای بسته بندی با کارایی بالا ، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی مفید باشند ، جایی که مقاومت در برابر حرارت برای عملکرد طولانی مدت بسیار مهم است.
خصوصیات مکانیکی بیوپلیمرهای مبتنی بر FDCA با حضور پیوندهای استر معطر در ستون فقرات پلیمری ، که استحکام و تقویت ساختاری را فراهم می کند ، به طور قابل توجهی بهبود می یابند. ترکیب FDCA منجر به تبلور بالا در ماتریس پلیمر می شود که باعث افزایش مقاومت کششی ، مدول و مقاومت در برابر ضربه می شود. این مواد در مقایسه با پلیمرهای سنتی مانند پلی پروپیلن (PP) یا پلی اتیلن (PE) مقاومت به استرس برتر دارند ، که اغلب در شرایط استرس زا انعطاف پذیر تر اما از دوام کمتری برخوردار هستند. نیروهای قوی بین مولکولی که بین زنجیره های پلیمری تشکیل می شوند ، تقویت شده توسط FDCA ، بیوپلیمر را با مقاومت پیشرفته در برابر تغییر شکل تحت استرس فراهم می کنند و اطمینان می دهند که شکل و یکپارچگی خود را حتی در شرایط چالش برانگیز حفظ می کند. به عنوان مثال ، در بسته بندی ، مواد مبتنی بر FDCA ظرفیت بار بیشتری را نشان می دهند و احتمال شکستگی یا ترک خوردگی در هنگام حمل و نقل یا ذخیره سازی را کاهش می دهد.
بیوپلیمرهای مبتنی بر FDCA به دلیل ماهیت آبگریز پیوندهای استر معطر ، مقاومت در برابر رطوبت بهبود یافته را نشان می دهند. حلقه Furan در FDCA به طور قابل توجهی توانایی مولکول های آب در نفوذ به ساختار پلیمر را کاهش می دهد و از این طریق خصوصیات سد رطوبت محصول نهایی را افزایش می دهد. بر خلاف پلیمرهای زیست تخریب پذیر معمولی مانند PLA ، که مستعد تخریب هیدرولیتیک در هنگام قرار گرفتن در معرض آب هستند ، مواد مبتنی بر FDCA در برابر جذب رطوبت مقاومت می کنند. این مقاومت در برابر رطوبت مانع از تورم یا نرم شدن پلیمر در شرایط مرطوب می شود ، که این مسئله با بسیاری از پلاستیک های معمولی مبتنی بر نفت و زیست تخریب پذیر مسئله مشترک است. در نتیجه ، بیوپلیمرهای پیشرفته FDCA برای استفاده در برنامه های کاربردی در فضای باز ، مانند بسته بندی کالاهای قابل فساد ، مصالح ساختمانی و پوشش های مقاوم در برابر آب ، مناسب هستند ، جایی که قرار گرفتن در معرض رطوبت می تواند مواد را به مرور زمان تخریب کند. مقاومت بهبود یافته رطوبت باعث افزایش پایداری طولانی مدت پلیمر می شود و باعث افزایش عملکرد آن در محیط های آب و هوا یا کاربردهایی می شود که در آن تماس با آب مکرر است.
یکی از مهمترین فواید بیوپلیمرهای مبتنی بر FDCA ، ثبات اکسیداتیو آنها است که برای گسترش عمر خدمات مواد بسیار مهم است ، به خصوص در معرض دمای بالا ، اشعه ماوراء بنفش یا محیط های غنی از اکسیژن. ساختار معطر FDCA با تأخیر در تخریب اکسیداتیو به این ثبات کمک می کند ، که یک مسئله مشترک در بسیاری از پلیمرها است ، به ویژه هنگامی که در معرض آلاینده های نور UV یا هوا قرار می گیرند. هنگامی که پلیمرها تحت تخریب اکسیداتیو قرار می گیرند ، اغلب تغییرات رنگ ، شکنندگی و از بین رفتن خصوصیات مکانیکی را تجربه می کنند. با این حال ، ساختار پایدار FDCA به محافظت از پلیمر در برابر این اثرات کمک می کند ، و اطمینان می دهد که ظاهر فیزیکی و یکپارچگی ساختاری خود را با گذشت زمان حفظ می کند. به عنوان مثال ، در برنامه های کاربردی در فضای باز یا بسته بندی برای محصولات حساس به اشعه ماورا
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
