ポリエチレン 2,5-フランジカルボキシレート (PEF) は、新興のバイオベースポリマーとして、その環境に優しい特性により広く注目を集めています。光分解メカニズムは、PEF 分解の重要な経路の 1 つであり、主に光照射を通じて化学反応を引き起こし、材料の物理的および化学的特性の変化をもたらします。
PEF の光劣化は主に紫外線 (UV) 放射線の作用によるものです。紫外線のエネルギーは、PEF 分子鎖の化学結合、特にエステル結合を破壊するのに十分なほど高くなります。この切断反応によりフリーラジカルが生成され、さらに一連の連鎖反応が引き起こされます。光分解プロセスは次の段階に分けることができます。
光吸収: PEF が UV 放射線にさらされると、分子内の特定の化学結合が光エネルギーを吸収し、より高いエネルギー状態に励起されます。
鎖切断: 吸収されたエネルギーにより分子鎖内のエステル結合が切断され、低分子量化合物とフリーラジカルが形成されます。
酸化反応: 生成されたフリーラジカルは周囲の酸素分子と反応して過酸化物を形成し、鎖の切断と架橋反応がさらに促進されます。
光分解生成物
PEF の光分解生成物には、主に短鎖ポリマーと低分子有機物が含まれます。これらの分解生成物の形成は、材料の機械的特性と光学的特性に影響を与えます。研究によると、光劣化は物理的特性の劣化を反映して、PEF の色の変化と透明性の低下を引き起こす可能性があることが示されています。
光分解の速度は、次のようなさまざまな要因の影響を受けます。
光源の強度と波長: UV 放射の波長が異なると、PEF の劣化に異なる影響が生じます。一般に、UV-C バンド (200 ～ 280 nm) が劣化に最も大きな影響を与えます。
環境条件: 温度、湿度、酸素濃度などの環境要因は、劣化プロセスに影響を与える可能性があります。たとえば、湿度が高いと加水分解が促進され、劣化がさらに加速する可能性があります。
添加剤: 光安定性を向上させ、分解速度を遅くするために、特定の光安定剤と酸化防止剤を PEF に添加できます。
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