پلی (اتیلن 2،5-furandicarboxylate) (PEF) دارای یک ساختار مولکولی است که توسط حلقه های فران مشخص می شود ، که هتروسیکل های معطر متمایز از حلقه های بنزن موجود در پلی استرهای سنتی مانند پلی اتیلن تفاتالات (PET) هستند. این معماری شیمیایی منحصر به فرد به توانایی ذاتی PEF در جذب طول موج های ماوراء بنفش (UV) خاص به دلیل پیوندهای مضاعف کونژوگه شده در سیستم حلقه Furan کمک می کند. این توانایی جذب درجه ای از مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش طبیعی را نشان می دهد ، زیرا این قسمت های مولکولی می توانند انرژی UV را قبل از شروع آسیب های فتوشیمیایی در ستون فقرات پلیمری از بین ببرند. با این وجود ، با وجود این ویژگی ذاتی ، PEF-مانند اکثر پلیمرهای پلی استر-در معرض نوآوری در اثر قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش طولانی مدت و شدید ، کاملاً غیرقابل نفوذ نیست و نیاز به استراتژی های تثبیت اضافی برای استفاده گسترده در فضای باز دارد.
قرار گرفتن در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش می تواند با شکستن پیوندهای شیمیایی در زنجیره های پلیمری ، در PEF شروع به کار کند. جذب فوتونهای UV باعث ایجاد رادیکال های آزاد و گونه های اکسیژن فعال می شود ، که به نوبه خود باعث افزایش برش زنجیره ای و واکنش های اکسیداسیون در سراسر ماتریس پلیمر می شود. این فرآیند منجر به وخامت خصوصیات کلیدی مواد ، از جمله کاهش وزن مولکولی ، کاهش مقاومت کششی و افزایش شستشو می شود. از لحاظ بصری ، تخریب نوری اغلب به عنوان تغییر رنگ یا زردی ، ترک خوردگی سطح و آغوش ، آشکار می شود ، که همه می توانند یکپارچگی مکانیکی مواد و خصوصیات زیبایی شناسی را به خطر بیاندازند. میزان تخریب تحت تأثیر شدت و مدت زمان قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش ، عوامل محیطی مانند دما و رطوبت و وجود اکسیژن است که مسیرهای اکسیداتیو را تسهیل می کند.
برای کاهش عوارض جانبی تابش اشعه ماوراء بنفش و تقویت ثبات طولانی مدت PEF در برنامه های در فضای باز ، تولید کنندگان چندین استراتژی را در طول فرمولاسیون پلیمری به کار می برند. ترکیب تثبیت کننده های اشعه ماوراء بنفش - مانند جاذب های ماوراء بنفش (به عنوان مثال ، مشتقات بنزوتریوزول) ، مانع از تثبیت کننده های نور آمین (HALS) و آنتی اکسیدان ها می شود - می توانند به طور قابل توجهی میزان تخریب نور را عقب بیندازند. جذب کننده های اشعه ماوراء بنفش با جذب اشعه ماوراء بنفش مضر و تبدیل آن به اشکال انرژی کمتری مضر ، در حالی که HAL ها رادیکال های آزاد تولید شده در هنگام اکسیداسیون عکس می شوند ، در نتیجه چرخه تخریب را قطع می کنند. آنتی اکسیدان گونه های اکسیداتیو را خنثی می کند و بیشتر از زنجیره های پلیمری محافظت می کند. پوشش های محافظ یا فیلم های چند لایه با خواص مسدود کننده اشعه ماوراء بنفش می تواند در سطوح PEF اعمال شود تا مواد را از قرار گرفتن در معرض UV مستقیم محافظت کنند. این رویکردها به طور جمعی طول عمر عملکرد محصولات PEF را که برای استفاده در فضای باز در نظر گرفته شده است ، گسترش می دهد.
در مقایسه با PET ، PEF مقاومت UV مشابه یا کمی پیشرفته را که به ساختار ستون فقرات مبتنی بر فران خود نسبت داده می شود ، نشان می دهد. حلقه های بنزن پت برخی از پایداری اشعه ماوراء بنفش ذاتی را فراهم می کند ، اما ماهیت شیمیایی متمایز حلقه های فران PEF می تواند پیشرفت های حاشیه ای در جذب UV و قابلیت استفاده از اشعه ماوراء بنفش داشته باشد. با این حال ، هیچ یک از پلیمرها کاملاً ضد UV نیستند و بدون تثبیت افزودنی. در مقایسه با پلیمرهای دارای مقاومت ذاتاً برتر اشعه ماوراء بنفش - مانند پلی کربنات یا فلوروپلیمرها - ثبات UV PEF متوسط است و بنابراین به فرمولاسیون مهندسی شده برای رعایت استانداردهای سختگیرانه در فضای باز نیاز دارد. با این وجود ، منشأ زیستی مبتنی بر بیو و اعتبار پایدار PEF تعادل جذاب از منافع زیست محیطی و عملکرد عملکردی را ارائه می دهد.
در سناریوهای عملی در فضای باز-مانند فیلم های کشاورزی ، بسته بندی در معرض نور خورشید یا اجزای خودرو-مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش PEF و ثبات طولانی مدت باید از طریق تست های شتاب هوازدگی و مطالعات در معرض دید واقعی در دنیای واقعی تأیید شود. عواملی مانند نوسان دما ، تغییرات رطوبت ، قرار گرفتن در معرض آلاینده ها و فشارهای مکانیکی اثرات تابش اشعه ماوراء بنفش را تشکیل می دهند و بر سینتیک تخریب تأثیر می گذارند. ملاحظات طراحی از جمله ضخامت بهینه دیواره ، رنگدانه با رنگهای موجود در UV یا رنگدانه ها ، و ترکیب مواد افزودنی تثبیت کننده برای تنظیم فرمولاسیون PEF برای کاربردهای خاص ضروری است. درک این متغیرها امکان بهینه سازی عملکرد محصول ، اطمینان از دوام و قابلیت اطمینان در استرس زا محیط زیست را فراهم می کند. $ $
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
