PEF waaruit wordt gesynthetiseerd 2,5-furaenicarbonzuur (FDCA) en ethyleenglycol , waar de 2,5-furaenicarboxylaat (FDC) eenheid speelt een cruciale rol in de mechanische eigenschappen van het polymeer. De furaan ring – een vijfledige ring die zowel zuurstof- als koolstofatomen bevat – draagt aanzienlijk bij structurele stijfheid aan PEF, in tegenstelling tot traditionele polyesters die tereftaalzuur gebruiken (zoals in PET), dat hetzelfde niveau van aromatische stijfheid mist. De aromatische aard van de furanring maakt sterk π-π stapelinteracties tussen aangrenzende polymeerketens, wat de intermoleculaire krachten en draagt bij aan de hoge modulus van het materiaal en treksterkte .
Deze aromatische interacties verhogen de waarde van het materiaal weersten tegen vervorming onder mechanische belasting, waardoor PEF bijzonder nuttig is voor toepassingen die een hoge mechanische sterkte vereisen, zoals dragende containers en versterkte verpakkingsmaterialen . Bovendien deze stijve structuren help het polymeer weersten te bieden aan de kruipen (permanente vervorming onder spanning) die doorgaans voorkomt bij minder stijve materialen, waardoor PEF betrouwbaar presteert gedurende langere gebruiksperioden.
De chemische structuur van PEF, vooral de aromatische furaanring , bevordert hogere kristalliniteit tijdens het polymerisatieproces. Kristalliniteit verwijst naar de ordelijke rangschikking van polymeerketens in een vaste toesten, en speelt een cruciale rol bij het bepalen van die van een polymeer mechanische sterkte , stijfheid , en chemische weersten . Vergeleken met conventionele PET , dat een lagere kristalliniteit heeft, heeft PEF de neiging een meer te vormen geordende structuur , waardoor het toeneemt treksterkte en slagvastheid .
Dit hogere kristalliniteit verbetert ook de barrière-eigenschappen van PEF, waardoor het effectiever wordt in het blokkeren van gassen zoals zuurstof en koolstofdioxide . Deze eigenschappen zijn cruciaal in industrieën zoals voedsel verpakking , waar de integrity of the product must be maintained to prevent spoilage. The enhanced gasbarrière verbetert ook de houdbaarheid van bederfelijke goederen door de oxidatie van gevoelige inhoud te verminderen. Hierdoor is PEF bijzonder geschikt duurzame verpakking dat eist beide hoog prestatie en bescherming onder omgevingsstressoren.
PEF's aromatische furaanring structuur draagt niet alleen bij aan de stijfheid, maar verleent deze ook hoge thermische stabiliteit . De aromatische aard van de furanring is thermisch stabiel, wat betekent dat het materiaal beter bestand is tegen hogere temperaturen zonder de mechanische eigenschappen aan te tasten of te verliezen in vergelijking met traditionele PET . De sterke interacties tussen ketens , voortvloeiend uit de π-π stapelen en waterstofbinding tussen ketens, voorkom overmatige thermische beweging van de polymeerketens, wat leidt tot verhoogde smeltpunten en glasovergangstemperaturen (Tg) .
PEF kan er bijvoorbeeld tegen verhoogde verwerkingstemperaturen (tussen 250°C-280°C ) zonder noemenswaardige degradatie, waardoor het geschikt is voor verwerking op hoge temperatuur en environments where thermal stability is crucial, such as in auto-onderdelen , elektronica , en industriële apparatuur . Deze verbeterde thermische stabiliteit zorgt ervoor dat PEF maatvast blijft, zelfs in hoge spanning thermische omstandigheden, waar PET kan verzachten of verslechteren.
De 2,5-furaandicarboxylaat eenheden in PEF leveren a superieure chemische bestendigheid aan het polymeer. De furaan ring structuur is chemisch stabieler en bestand tegen een verscheidenheid aan chemicaliën, waaronder zuren , basen , en oplosmiddelen , vergeleken met de meer traditionele, op esters gebaseerde structuur van PET. Dit maakt PEF zeer effectief industriële omgevingen waar blootstelling aan chemicaliën zoals azijnzuur , alkalische oplossingen , alcoholen , of aardoliederivaten is gebruikelijk.
PEF's chemische weersten is een direct gevolg van de sterke covalente binding tussen de furanring en de functionele estergroepen. Deze sterke moleculaire interacties voorkomen dat het polymeer afbreekt of afbreekt onder blootstelling aan agressieve chemicaliën. PEF-exposities hoge weerstand tegen hydrolyse , wat verwijst naar het vermogen van het materiaal om degradatie te weerstaan vochtrijke omgevingen . Dit maakt hem ideaal voor gebruik in chemische verpakkingen , landbouw , en medische apparatuur die kunnen worden onderworpen aan uitdagende chemische omstandigheden.
Hydrolyse verwijst naar het proces waarbij polymeren worden afgebroken wanneer ze eraan worden blootgesteld water na verloop van tijd, wat vaak leidt tot een afbraak van de moleculaire ketens van het polymeer. PEF, vanwege zijn unieke karakter chemische structuur , demonstreert aanzienlijk betere hydrolytische stabiliteit dan PET en many other conventional plastics. The furaan ring is minder gevoelig voor door water veroorzaakte afbraak, waardoor PEF daar ideaal voor is natte omgevingen waar prestaties op lange termijn vereist zijn zonder dat het materiaal zijn eigenschappen verliest mechanische sterkte of broos worden.
Voor toepassingen waarbij blootstelling aan vocht , zoals voedsel verpakking , dranken , of farmaceutische producten , PEF behoudt zijn fysieke eigenschappen en barrière prestaties veel langer dan traditionele kunststoffen. Omdat het minder waarschijnlijk is dat watermoleculen de esterbindingen in PEF verbreken, vertoont dit grotere weerstand tegen degradatie op lange termijn , waardoor de onderhoudskosten worden verlaagd en de levensduur van producten.
Copyright© Zhejiang Sugar Energy Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.
