PEF je syntetizován z 2,5-furaikarboxylová kyselina (FDCA) a ethylenglykol , kde 2,5-furaikarboxylát (FDC) Jednotka hraje klíčovou roli v mechanických vlastnostech polymeru. The furanový prsten —pětičlenný kruh obsahující atomy kyslíku i uhlíku — propůjčuje významné strukturální tuhost na PEF, na rozdíl od tradičních polyesterů, které používají kyselinu tereftalovou (jako v PET), která postrádá stejnou úroveň aromatické tuhosti. The aromatické povahy furanového prstence umožňuje silné π-π stohovací interakce mezi sousedními polymerními řetězci, což zvyšuje mezimolekulární síly a přispívá k tomu vysoký modul materiálu a pevnost v tahu .
Tyto aromatické interakce zvyšují obsah materiálu odolnost proti deformaci při mechanickém namáhání, díky čemuž je PEF zvláště užitečný pro aplikace, které vyžadují vysokou mechanickou pevnost, jako je např nosné kontejnery a vyztužené obalové materiály . Navíc tyto tuhé konstrukce pomozte polymeru odolat plížit se (trvalá deformace pod napětím), která se obvykle vyskytuje u méně tuhých materiálů, což zajišťuje, že PEF spolehlivě funguje po delší dobu používání.
The chemická struktura PEF, zejména aromatický furanový kruh , propaguje vyšší krystalinitu během polymeračního procesu. Krystalinita odkazuje na uspořádané uspořádání polymerních řetězců v pevném stavu a hraje klíčovou roli při určování mechanická pevnost , tuhost a chemická odolnost . V porovnání s konvenční PET , který má nižší krystalinitu, PEF má tendenci tvořit více uspořádaná struktura , což zvyšuje jeho pevnost v tahu a odolnost proti nárazu .
Toto vyšší krystalinitu také zlepšuje bariérové vlastnosti PEF, díky čemuž je účinnější při blokování plynů, jako je např kyslík a oxid uhličitý . Tyto vlastnosti jsou klíčové v průmyslových odvětvích, jako je balení potravin , kde integrity of the product must be maintained to prevent spoilage. The enhanced plynová bariéra také zlepšuje trvanlivost rychle se kazícího zboží snížením oxidace citlivého obsahu. V důsledku toho je PEF obzvláště vhodný pro udržitelné balení to vyžaduje obojí vysoké výkon a ochranu pod environmentálními stresory.
PEF aromatický furanový kruh struktura nejen přispívá k její tuhosti, ale také dodává vysoká tepelná stabilita . The aromatické povahy furanového prstence je tepelně stabilní, což znamená, že materiál lépe odolává vyšším teplotám, aniž by došlo ke zhoršení nebo ztrátě mechanických vlastností ve srovnání s tradičními PET . The silné meziřetězcové interakce , vyplývající z π-π stohování a vodíkové vazby mezi řetězci, zabránit nadměrnému tepelnému pohybu polymerních řetězců, což vede k zvýšené teploty tání a teploty skelného přechodu (Tg) .
Například PEF vydrží zvýšené teploty zpracování (mezi 250 °C-280 °C ) bez výrazné degradace, díky čemuž je vhodný pro vysokoteplotní zpracování a environments where thermal stability is crucial, such as in automobilové komponenty , elektroniky a průmyslová zařízení . Tato zvýšená tepelná stabilita zajišťuje, že PEF zůstává rozměrově stabilní, a to i uvnitř vysoký stres tepelné podmínky, kde PET může změkčit nebo degradovat.
The 2,5-furandikarboxylát jednotky v PEF udělují a vynikající chemická odolnost k polymeru. The furanový prsten struktura je chemicky stabilnější a odolnější vůči řadě chemikálií, včetně kyseliny , základny a rozpouštědla ve srovnání s tradičnější strukturou PET na bázi esterů. Díky tomu je PEF vysoce účinný průmyslová prostředí kde vystavení chemikáliím jako např kyselina octová , alkalické roztoky , alkoholy nebo ropné deriváty je běžné.
PEF chemická odolnost je přímým důsledkem silná kovalentní vazba mezi furanovým kruhem a esterovými funkčními skupinami. Tyto silné molekulární interakce zabránit rozpadu nebo degradaci polymeru při vystavení agresivním chemikáliím. Exponáty PEF vysoká odolnost proti hydrolýze , což se týká schopnosti materiálu odolávat degradaci v prostředí bohaté na vlhkost . Díky tomu je ideální pro použití v chemické balení , zemědělství a lékařské vybavení které mohou být vystaveny náročným chemickým podmínkám.
Hydrolýza se týká procesu, kterým polymery degradují, když jsou vystaveny voda v průběhu času, což často vede k rozpadu molekulárních řetězců polymeru. PEF díky své jedinečnosti chemická struktura , ukazuje výrazně lepší hydrolytickou stabilitu než PET a many other conventional plastics. The furanový prsten je méně náchylný k degradaci způsobené vodou, takže PEF je ideální pro vlhkém prostředí kde je vyžadována dlouhodobá výkonnost, aniž by materiál ztrácel své mechanická pevnost nebo se stane křehkým.
Pro aplikace zahrnující vystavení vlhkosti , jako např balení potravin , nápoje nebo léčiv , PEF si zachovává své fyzikální vlastnosti a bariérový výkon mnohem delší než tradiční plasty. Protože molekuly vody mají menší pravděpodobnost, že přeruší esterové vazby v PEF, projevuje se to větší odolnost proti dlouhodobé degradaci , snížení nákladů na údržbu a zlepšení životnost produktů.
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
