Mecanismo de fotodegradação do PEF

Polietileno 2,5-furanodicarboxilato (PEF) , como um polímero emergente de base biológica, atraiu ampla atenção devido às suas propriedades ecologicamente corretas. O mecanismo de fotodegradação é uma das vias importantes para a degradação do PEF, que desencadeia principalmente reações químicas através da radiação luminosa, resultando em alterações nas propriedades físicas e químicas do material.
A fotodegradação do PEF se deve principalmente à ação da radiação ultravioleta (UV). A energia da luz ultravioleta é alta o suficiente para quebrar as ligações químicas da cadeia molecular do PEF, especialmente as ligações éster. Esta reação de clivagem produz radicais livres, que desencadeiam ainda uma série de reações em cadeia. O processo de fotodegradação pode ser dividido nas seguintes etapas:
Absorção de luz: Quando o PEF é exposto à radiação UV, ligações químicas específicas na molécula absorvem a energia luminosa e são excitadas para um estado de energia mais elevado.
Cisão da cadeia: A energia absorvida faz com que as ligações éster da cadeia molecular se quebrem, formando compostos de baixo peso molecular e radicais livres.
Reação de oxidação: Os radicais livres gerados reagem com as moléculas de oxigênio circundantes para formar peróxidos, que promovem ainda mais a cisão da cadeia e reações de reticulação.
Produtos de fotodegradação
Os produtos de fotodegradação do PEF incluem principalmente polímeros de cadeia curta e matéria orgânica de pequeno peso molecular. A formação destes produtos de degradação afetará as propriedades mecânicas e ópticas do material. Estudos demonstraram que a fotodegradação pode causar alterações de cor e diminuição da transparência do PEF, refletindo na deterioração de suas propriedades físicas.
A taxa de fotodegradação é afetada por vários fatores, incluindo:
Intensidade e comprimento de onda da fonte de luz: Diferentes comprimentos de onda da radiação UV têm efeitos diferentes na degradação do PEF, e a banda UV-C (200-280 nm) geralmente tem o maior impacto na degradação.
Condições ambientais: Fatores ambientais como temperatura, umidade e concentração de oxigênio podem afetar o processo de degradação. Por exemplo, a humidade elevada pode promover a hidrólise, acelerando ainda mais a degradação.
Aditivos: Certos estabilizadores de luz e antioxidantes podem ser adicionados ao PEF para melhorar sua estabilidade à luz e diminuir a taxa de degradação.