Cơ chế phân hủy quang của PEF

Polyetylen 2,5-furandicarboxylat (PEF) , như một loại polymer dựa trên sinh học mới nổi, đã thu hút sự chú ý rộng rãi nhờ đặc tính thân thiện với môi trường. Cơ chế phân hủy quang học là một trong những con đường quan trọng dẫn đến sự phân hủy PEF, chủ yếu gây ra các phản ứng hóa học thông qua bức xạ ánh sáng, dẫn đến thay đổi tính chất vật lý và hóa học của vật liệu.
Sự phân hủy quang của PEF chủ yếu là do tác động của bức xạ cực tím (UV). Năng lượng của tia cực tím đủ cao để phá vỡ các liên kết hóa học trong chuỗi phân tử PEF, đặc biệt là liên kết este. Phản ứng phân tách này tạo ra các gốc tự do, tiếp tục kích hoạt một loạt phản ứng dây chuyền. Quá trình phân hủy quang có thể được chia thành các giai đoạn sau:
Hấp thụ ánh sáng: Khi PEF tiếp xúc với bức xạ UV, các liên kết hóa học cụ thể trong phân tử sẽ hấp thụ năng lượng ánh sáng và bị kích thích lên trạng thái năng lượng cao hơn.
Phân mảnh chuỗi: Năng lượng hấp thụ làm cho các liên kết este trong chuỗi phân tử bị đứt, tạo thành các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp và các gốc tự do.
Phản ứng oxy hóa: Các gốc tự do được tạo ra phản ứng với các phân tử oxy xung quanh để tạo thành peroxit, điều này thúc đẩy hơn nữa các phản ứng phân cắt chuỗi và liên kết ngang.
Sản phẩm phân hủy quang
Các sản phẩm phân hủy quang của PEF chủ yếu bao gồm các polyme chuỗi ngắn và chất hữu cơ phân tử nhỏ. Sự hình thành các sản phẩm phân hủy này sẽ ảnh hưởng đến tính chất cơ học và tính chất quang học của vật liệu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phân hủy quang học có thể gây ra sự thay đổi màu sắc và giảm độ trong suốt của PEF, phản ánh sự suy giảm các tính chất vật lý của nó.
Tốc độ phân hủy quang bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm:
Cường độ và bước sóng của nguồn sáng: Các bước sóng khác nhau của bức xạ UV có tác động khác nhau đến sự suy giảm PEF và dải UV-C (200-280nm) thường có tác động lớn nhất đến sự suy giảm.
Điều kiện môi trường: Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy có thể ảnh hưởng đến quá trình phân hủy. Ví dụ, độ ẩm cao có thể thúc đẩy quá trình thủy phân, đẩy nhanh quá trình phân hủy.
Chất phụ gia: Một số chất ổn định ánh sáng và chất chống oxy hóa có thể được thêm vào PEF để cải thiện độ ổn định ánh sáng và làm chậm tốc độ phân hủy.