Mekanisme penguraian foto PEF

Polietilena 2,5-furandikarboksilat (PEF) , sebagai polimer berasaskan bio yang baru muncul, telah menarik perhatian meluas kerana sifat mesra alamnya. Mekanisme fotodegradasi adalah salah satu laluan penting untuk degradasi PEF, yang terutamanya mencetuskan tindak balas kimia melalui sinaran cahaya, mengakibatkan perubahan dalam sifat fizikal dan kimia bahan.
Penguraian foto PEF terutamanya disebabkan oleh tindakan sinaran ultraungu (UV). Tenaga cahaya ultraungu cukup tinggi untuk memecahkan ikatan kimia dalam rantai molekul PEF, terutamanya ikatan ester. Tindak balas pembelahan ini menghasilkan radikal bebas, yang seterusnya mencetuskan satu siri tindak balas berantai. Proses fotodegradasi boleh dibahagikan kepada peringkat berikut:
Penyerapan cahaya: Apabila PEF terdedah kepada sinaran UV, ikatan kimia tertentu dalam molekul menyerap tenaga cahaya dan teruja kepada keadaan tenaga yang lebih tinggi.
Pemotongan rantai: Tenaga yang diserap menyebabkan ikatan ester dalam rantai molekul terputus, membentuk sebatian berat molekul rendah dan radikal bebas.
Tindak balas pengoksidaan: Radikal bebas yang dihasilkan bertindak balas dengan molekul oksigen di sekeliling untuk membentuk peroksida, yang seterusnya menggalakkan pemotongan rantai dan tindak balas silang silang.
Produk penguraian foto
Hasil fotodegradasi PEF terutamanya termasuk polimer rantai pendek dan bahan organik molekul kecil. Pembentukan produk degradasi ini akan menjejaskan sifat mekanikal dan sifat optik bahan. Kajian telah menunjukkan bahawa penguraian foto boleh menyebabkan perubahan warna dan penurunan ketelusan PEF, mencerminkan kemerosotan sifat fizikalnya.
Kadar fotodegradasi dipengaruhi oleh pelbagai faktor, termasuk:
Keamatan sumber cahaya dan panjang gelombang: Panjang gelombang sinaran UV yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza pada degradasi PEF, dan jalur UV-C (200-280 nm) secara amnya mempunyai kesan yang paling besar terhadap degradasi.
Keadaan persekitaran: Faktor persekitaran seperti suhu, kelembapan dan kepekatan oksigen boleh menjejaskan proses degradasi. Sebagai contoh, kelembapan yang tinggi boleh menggalakkan hidrolisis, mempercepatkan lagi degradasi.
Aditif: Penstabil cahaya dan antioksidan tertentu boleh ditambah pada PEF untuk meningkatkan kestabilan cahayanya dan memperlahankan kadar degradasi.