폴리 에스테르로의 2, 5-furandicarboxylic acid (FDCA)를 생성 물질의 기계적 및 열적 특성을 어떻게 개선 하는가?

의 통합 2,5- 푸란드카 르 복실 산 (FDCA) 폴리 에스테르 골격 내로 생성 된 중합체의 열 안정성을 실질적으로 상승시킨다. 이것은 주로 분자 운동에 저항하고 고온에서 중합체 사슬의 분해를 제한하는 푸란 고리의 고유 한 강성과 방향족에 기인한다. 전통적인 Terephthalic Acid 기반 폴리 에스테르와는 달리, FDCA- 유래 중합체 (예 : 폴리에틸렌 푸라 노트, PEF)는 더 높은 유리 전이 온도 (TG) 및 분해 임계 값을 나타낼 수 있으며, 이들은 100 ° ° ° ° °의 전환 온도 (TG) 및 분해 임계 값을 나타낼 수 있습니다.

FDCA는 선형, 뻣뻣한 및 평면 분자 구조를 기여함으로써 폴리 에스테르의 기계적 강도를 향상시킵니다. 이 강성은 중합체 골격 주위의 회전을 제한하여, 비정질 및 반 결정기 내에서보다 확장 된 체인 형태와 더 엄격한 포장을 초래한다. 그 결과 인장 강도, 영률 및 항복 응력이 현저하게 증가합니다. 응력-변형 테스트에서 FDCA- 폴리저스는 특히 고 부하 및 주기적 피로에서 PET 상대를 지속적으로 성능으로 성능이 우수하며, 이는 구조적 응용 또는 재사용 가능한 포장 형식의 내구성 부품에 필수적입니다.

FDCA- 변형 폴리 에스테르는 전자가 풍부하고 비교적 불활성 푸란 고리로 인해 화학 분해에 대한 우수한 저항을 나타냅니다. 2,5- 위치에서 대칭 카르 복실 레이트 그룹은 특히 산성 또는 기본 환경에서 친 핵성 및 전자 성 공격에 대한 장벽을 향상시킵니다. 이러한 구조적 이점은 붓기, 가수 분해 및 용매 유발 연화에 대한 저항을 부여합니다. 따라서 FDCA 폴리 에스테르는 화학적 용기 라이닝, 산업용 유체 도관의 코팅 및 화학적 순도 및 중합체 무결성이 필수적 인 제약 포장에 매우 적합합니다.

FDCA를 함유하는 폴리 에스테르는 푸란 고리가 상당한 사슬 절단 또는 변색을 겪지 않고 UV 방사선을 흡수하고 소산하는 능력으로 인해 개선 된 자외선 (UV) 저항을 보여줍니다. 광분자가 발생하기 쉬운 테레 프탈레이트의 벤젠 고리와 달리, 푸란 고리는 다른 전자 비편성 프로파일을 제공하여 UV 광 하에서 라디칼 형성을 감소시킵니다. 이 분자 특징은 FDCA 기반 폴리 에스테르가 온실 필름, 자동차 패널 및 태양 전지 성분과 같은 연장 된 실외 또는 태양 노출 환경에서 기계적 성능 및 광학 명확성을 유지할 수있게합니다.

FDCA는 중합체 매트릭스를 통한 분자 확산을위한보다 구불 구불 한 경로를 생성함으로써 가스 및 증기 장벽 성능을 크게 향상시킨다. FDCA의 극성 및 강성은 체인 밀도를 증가시키고 세그먼트 이동성을 감소시켜 산소 (O₂), 이산화탄소 (CoT) 및 수증기 (HATE)와 같은 가스에 대한 투과성 계수를 낮 춥니 다. 예를 들어, 폴리에틸렌 푸라 노테 (PEF)는 PET보다 최대 10 배 더 나은 산소와 5 배 더 나은 CO₂ 장벽 특성을 제공하는 것으로 나타 났으며, 이는 고성능 식품 및 음료 포장, 제약 물집 팩 및 항공 우주 단열 필름에 이상적입니다.

FDCA의 고성능 특성에 대한 기여에도 불구하고 산업 퇴비 또는 효소 분해 설정 하에서 생분해 성 경로와의 호환성을 유지합니다. FDCA- 기반 폴리 에스테르는 증가 된 친수성 및 에스테르 결합 접근성으로 인해보다 빠른 가수 분해 절단을 나타낸다. FDCA의 바이오 기반 기원은 무독성, 자연 발생 분해 생성물로의 분해를 지원합니다. 이로 인해 FDCA 유도체는 단일 사용 의료 직물 또는 해양 분해 소비자의 상품과 같이 미세한 지속성 감소 및 더 나은 환경 적 호환성이 우선 순위가 지정되는 지속 가능한 응용 분야에 매력적입니다 .