Gute thermische Stabilität von PEF

Als neuartiger biobasierter Polymertyp ist die thermische Stabilität von Polyethylen-2,5-furandicarboxylat (PEF) ist einer der wichtigen Indikatoren für sein Anwendungspotenzial. Die thermische Stabilität von PEF beeinflusst nicht nur seine Verarbeitungsleistung, sondern auch seine Lebensdauer in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Wenn die Temperatur höher als seine Schmelztemperatur ist, beginnt sich PEF abzubauen. Studien haben gezeigt, dass die Temperatur der thermischen Zersetzung von PEF in der Regel über 300 °C liegt, was bedeutet, dass das Risiko einer thermischen Zersetzung unter Anwendungsbedingungen gering ist. Während des thermischen Abbauprozesses verändert sich die chemische Struktur von PEF, was sich hauptsächlich im Aufbrechen von Molekülketten und der Bildung kleiner molekularer organischer Stoffe äußert.
Die thermische Stabilität von PEF wird von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter seiner Molekülstruktur, dem Polymerisationsgrad und der Verwendung von Zusatzstoffen:
Molekülstruktur: Die chemische Struktur von PEF enthält stabile Furanringe und Esterbindungen, was seine Molekülkette bei hohen Temperaturen relativ stabil macht. Gleichzeitig sorgt die Kombination aus zweibasiger Säure und Diol für eine gute thermische Stabilität.
Polymerisationsgrad: Ein höherer Polymerisationsgrad trägt normalerweise zur Verbesserung der thermischen Stabilität bei, da längere Molekülketten die Kohäsion des Materials erhöhen und dadurch seine Hitzebeständigkeit verbessern können.
Zusatzstoffe: Bei der Herstellung und Anwendung von PEF können Hitzestabilisatoren und Antioxidantien zugesetzt werden, um die thermische Stabilität weiter zu verbessern. Diese Additive können Oxidationsreaktionen in Umgebungen mit hohen Temperaturen hemmen und die Geschwindigkeit des thermischen Abbaus verlangsamen.
Aufgrund der guten thermischen Stabilität von PEF eignet es sich gut für eine Vielzahl von Hochtemperaturverarbeitungsverfahren wie Spritzguss, Extrusion und Thermoformen. Dadurch verfügt PEF über ein breites Anwendungspotenzial in Verpackungen, Automobilteilen und elektronischen Produkten. Beispielsweise ermöglicht die hohe Schmelztemperatur von PEF in Lebensmittelverpackungen, dass es Temperaturschwankungen während der Wärmebehandlung wirksam widersteht und so die Sicherheit und Frische von Lebensmitteln aufrechterhält.