PEF je syntetizovaný z kyselina 2,5-furaikarboxylová (FDCA) a etylénglykol , kde 2,5-furaikarboxylát (FDC) Jednotka hrá rozhodujúcu úlohu v mechanických vlastnostiach polyméru. The furánový krúžok -päťčlenný kruh obsahujúci atómy kyslíka aj uhlíka - dodáva významné tuhosť konštrukcie na PEF, na rozdiel od tradičných polyesterov, ktoré používajú kyselinu tereftalovú (ako v PET), ktorej chýba rovnaká úroveň aromatickej tuhosti. The aromatický charakter furánového kruhu umožňuje silné π-π stohovacie interakcie medzi susednými polymérnymi reťazcami, čo zvyšuje medzimolekulárne sily a prispieva k tomu vysoký modul materiálu a pevnosť v ťahu .
Tieto aromatické interakcie zvyšujú obsah materiálu odolnosť proti deformácii pri mechanickom namáhaní, vďaka čomu je PEF obzvlášť užitočný pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú mechanickú pevnosť, ako napr nosné kontajnery a vystužené obalové materiály . Navyše tieto tuhé konštrukcie pomôcť polyméru odolávať plaziť sa (trvalá deformácia pod napätím), ktorá sa zvyčajne vyskytuje u menej tuhých materiálov, čo zaisťuje, že PEF spoľahlivo funguje počas dlhšej doby používania.
The chemická štruktúra PEF, najmä aromatický furánový kruh , propaguje vyššia kryštalinita počas procesu polymerizácie. Kryštalinita označuje usporiadané usporiadanie polymérnych reťazcov v pevnom stave a hrá kľúčovú úlohu pri určovaní mechanická pevnosť , stuhnutosť , a chemická odolnosť . V porovnaní s konvenčný PET , ktorý má nižšiu kryštalinitu, má PEF tendenciu vytvárať viac usporiadaná štruktúra , čo zvyšuje jeho pevnosť v ťahu a odolnosť proti nárazu .
Toto vyššia kryštalinita tiež zlepšuje bariérové vlastnosti PEF, čím je účinnejšia pri blokovaní plynov, ako napr kyslík a oxid uhličitý . Tieto vlastnosti sú rozhodujúce v odvetviach ako napr balenie potravín , kde integrity of the product must be maintained to prevent spoilage. The enhanced plynová bariéra tiež zlepšuje trvanlivosť rýchlo sa kaziaceho tovaru znížením oxidácie citlivého obsahu. Výsledkom je, že PEF je obzvlášť vhodný pre udržateľné balenie to vyžaduje oboje vysoké výkon a ochranu pod environmentálnymi stresormi.
PEF aromatický furánový kruh štruktúra nielen prispieva k jej tuhosti, ale aj dodáva vysoká tepelná stabilita . The aromatický charakter furánového krúžku je tepelne stabilný, čo znamená, že materiál lepšie odoláva vyšším teplotám bez toho, aby došlo k zhoršeniu alebo strate jeho mechanických vlastností v porovnaní s tradičnými PET . The silné medzireťazcové interakcie , vyplývajúce z π-π stohovanie a vodíkové väzby medzi reťazcami, zabrániť nadmernému tepelnému pohybu polymérnych reťazcov, čo vedie k zvýšené teploty topenia a teploty skleného prechodu (Tg) .
Napríklad PEF vydrží zvýšené teploty spracovania (medzi 250 °C - 280 °C ) bez výraznej degradácie, vďaka čomu je vhodný pre vysokoteplotné spracovanie a environments where thermal stability is crucial, such as in automobilové komponenty , elektronika , a priemyselné zariadenia . Táto zvýšená tepelná stabilita zaisťuje, že PEF zostáva rozmerovo stabilný, dokonca aj v vysoký stres tepelné podmienky, kde PET môže zmäknúť alebo znehodnotiť.
The 2,5-furandikarboxylát jednotky v PEF udeľujú a vynikajúca chemická odolnosť k polyméru. The furánový krúžok štruktúra je chemicky stabilnejšia a odolnejšia voči rôznym chemikáliám, vrátane kyseliny , základne , a rozpúšťadlá v porovnaní s tradičnejšou štruktúrou PET na báze esterov. Vďaka tomu je PEF vysoko efektívny v priemyselné prostredie kde vystavenie chemikáliám ako napr kyselina octová , alkalické roztoky , alkoholy , alebo ropné deriváty je bežné.
PEF chemická odolnosť je priamym dôsledkom toho silná kovalentná väzba medzi furánovým kruhom a esterovými funkčnými skupinami. Tieto silné molekulárne interakcie zabrániť rozpadu alebo degradácii polyméru pri vystavení agresívnym chemikáliám. exponáty PEF vysoká odolnosť proti hydrolýze , čo sa týka schopnosti materiálu odolávať degradácii prostredia bohaté na vlhkosť . Vďaka tomu je ideálny na použitie v chemické obaly , poľnohospodárstvo , a lekárske vybavenie ktoré môžu byť vystavené náročným chemickým podmienkam.
Hydrolýza sa týka procesu, ktorým sa polyméry degradujú, keď sú vystavené pôsobeniu voda v priebehu času, čo často vedie k rozpadu molekulárnych reťazcov polyméru. PEF vďaka svojej jedinečnosti chemická štruktúra , dokazuje výrazne lepšiu hydrolytickú stabilitu než PET a many other conventional plastics. The furánový krúžok je menej náchylný na degradáciu spôsobenú vodou, vďaka čomu je PEF ideálny pre vlhké prostredie kde sa vyžaduje dlhodobý výkon bez toho, aby materiál stratil svoju mechanická pevnosť alebo sa stane krehkým.
Pre aplikácie zahŕňajúce vystavenie vlhkosti , ako napr balenie potravín , nápojov , alebo liečiv , PEF si zachováva svoje fyzikálne vlastnosti a bariérový výkon oveľa dlhšie ako tradičné plasty. Keďže molekuly vody majú menšiu pravdepodobnosť, že prerušia esterové väzby v PEF, prejavuje sa to väčšia odolnosť voči dlhodobej degradácii zníženie nákladov na údržbu a zlepšenie životnosť produktov.
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
