Mechanismus fotodegradace PEF

Polyethylen 2,5-furandikarboxylát (PEF) , jako nově vznikající polymer na biologické bázi přitahuje širokou pozornost díky svým vlastnostem šetrným k životnímu prostředí. Mechanismus fotodegradace je jednou z důležitých cest degradace PEF, která spouští především chemické reakce prostřednictvím světelného záření, které mají za následek změny fyzikálních a chemických vlastností materiálu.
Fotodegradace PEF je způsobena především působením ultrafialového (UV) záření. Energie ultrafialového světla je dostatečně vysoká, aby přerušila chemické vazby v molekulárním řetězci PEF, zejména vazby esterové. Tato štěpící reakce produkuje volné radikály, které dále spouští řadu řetězových reakcí. Proces fotodegradace lze rozdělit do následujících fází:
Absorpce světla: Když je PEF vystaven UV záření, specifické chemické vazby v molekule absorbují světelnou energii a jsou excitovány do vyššího energetického stavu.
Štěpení řetězce: Absorbovaná energie způsobí rozbití esterových vazeb v molekulárním řetězci za vzniku nízkomolekulárních sloučenin a volných radikálů.
Oxidační reakce: Vzniklé volné radikály reagují s okolními molekulami kyslíku za vzniku peroxidů, které dále podporují štěpení řetězce a síťovací reakce.
Produkty fotodegradace
Mezi produkty fotodegradace PEF patří především polymery s krátkým řetězcem a malomolekulární organické látky. Tvorba těchto degradačních produktů ovlivní mechanické vlastnosti a optické vlastnosti materiálu. Studie ukázaly, že fotodegradace může způsobit barevné změny a sníženou průhlednost PEF, což odráží zhoršení jeho fyzikálních vlastností.
Rychlost fotodegradace je ovlivněna řadou faktorů, včetně:
Intenzita a vlnová délka světelného zdroje: Různé vlnové délky UV záření mají různé účinky na degradaci PEF a pásmo UV-C (200-280 nm) má obecně největší vliv na degradaci.
Podmínky prostředí: Faktory prostředí, jako je teplota, vlhkost a koncentrace kyslíku, mohou ovlivnit proces degradace. Například vysoká vlhkost může podporovat hydrolýzu a dále urychlovat degradaci.
Aditiva: Do PEF lze přidat určité světelné stabilizátory a antioxidanty, aby se zlepšila jeho světelná stabilita a zpomalila rychlost degradace.