โพลี (เอทิลีน 2,5-furandicarboxylate) ทำงานอย่างไรในแง่ของความต้านทานรังสียูวีและสภาพอากาศสำหรับการใช้งานกลางแจ้งได้อย่างไร

โพลี (เอทิลีน 2,5-furandicarboxylate) (PEF) มีความอ่อนไหวต่อการย่อยสลายที่เกิดจากรังสียูวีเมื่อเทียบกับพลาสติกทั่วไปเช่น PET หรือโพลีคาร์บอเนต รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากแสงแดดสามารถสลายโซ่พอลิเมอร์ใน PEF ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของพื้นผิวการจางหายไปของสีและการลดลงของความแข็งแรงเชิงกลเมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการย่อยสลายภาพถ่ายนี้สามารถนำไปสู่วัสดุที่มีความเปราะบางมากขึ้นเพิ่มโอกาสในการเกิดรอยร้าวหรือการแตกหักโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่มีความเครียดสูง ความคงตัวของรังสียูวีหรือสารเติมแต่งสามารถรวมเข้ากับพอลิเมอร์ในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อปรับปรุงความต้านทานต่อแสง UV ซึ่งสามารถช่วยลดความเสียหายระยะยาวที่เกิดจากการสัมผัสกับแสงแดด

สภาพอากาศหมายถึงความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมเช่นความชื้นความร้อนความเย็นและลมโดยไม่สูญเสียการทำงาน PEF ซึ่งเป็น biopolymer มีความไวต่อการดูดซึมความชื้นมากกว่าพลาสติกแบบดั้งเดิมเช่น PET ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความไม่แน่นอนของมิติเมื่อสัมผัสกับความชื้นหรือน้ำในระดับสูง ในขณะที่วัสดุดูดซับความชื้นมันอาจมีอาการบวมหรืออ่อนตัวลงซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลของมันเช่นความต้านทานแรงดึงและความยืดหยุ่น ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การเสียรูปและสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป ปฏิกิริยาของ PEF ต่ออุณหภูมิที่ผันผวนอาจส่งผลให้เกิดความเปราะบางในสภาพอากาศที่หนาวเย็นหรืออ่อนตัวลงในสภาพแวดล้อมที่ร้อนกว่าซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัสดุในสภาพอากาศที่รุนแรง

เพื่อปรับปรุงสภาพอากาศของ PEF สำหรับการใช้งานกลางแจ้งผู้ผลิตมักจะสำรวจวัสดุคอมโพสิตหรือเทคโนโลยีการเคลือบ ตัวอย่างเช่น PEF สามารถผสมกับสารเติมแต่งที่ไม่ชอบน้ำเพื่อลดการดูดซึมความชื้นและปรับปรุงความต้านทานต่อน้ำ นอกจากนี้การเคลือบที่ทนยูวีสามารถนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ PEF เพื่อขยายความทนทานกลางแจ้ง การเคลือบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคระหว่างพอลิเมอร์และองค์ประกอบช่วยลดความเสียหายที่เกิดจากการได้รับแสงแดดและสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ อีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการบูรณาการโครงสร้างหลายชั้นที่ PEF ทำหน้าที่เป็นชั้นแกนกลางในขณะที่ชั้นนอกให้การป้องกันที่เพิ่มขึ้นจากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม นวัตกรรมเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของ PEF สำหรับการใช้งานกลางแจ้งในระยะยาวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัสดุบรรจุภัณฑ์และวัสดุก่อสร้าง

ในขณะที่ PEF มีศักยภาพในบรรจุภัณฑ์กลางแจ้งเช่นขวดเครื่องดื่มหรือผลิตภัณฑ์การเกษตรความต้านทานรังสียูวีและสภาพอากาศในปัจจุบัน จำกัด การใช้งานที่แพร่หลายในสาขาดังกล่าวโดยไม่ต้องรักษาเพิ่มเติม สำหรับการสัมผัสกลางแจ้งระยะสั้น PEF สามารถดำเนินการได้อย่างเพียงพอ แต่สำหรับระยะเวลาที่ยาวนานกว่าวัสดุอาจต้องมีการปรับปรุงเพื่อป้องกันการย่อยสลาย บรรจุภัณฑ์ที่ใช้ PEF อาจเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่การสัมผัสกับแสงแดดหรือสภาพอากาศที่รุนแรงนั้นน้อยที่สุดหรือที่สามารถใช้การป้องกันเพิ่มเติมได้ อย่างไรก็ตามสำหรับการใช้งานอย่างถาวรหรือระยะยาวในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง PEF จะต้องใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติมเช่นการเคลือบด้วยรังสี UV หรือคอมโพสิตแบบผสมเพื่อเพิ่มอายุการใช้งานและความต้านทานต่อสภาพอากาศ

เมื่อเปรียบเทียบกับ PET PEF จะทนต่อการแผ่รังสี UV และสภาพดินฟ้าอากาศได้น้อยกว่าโดยไม่ต้องรักษาเป็นพิเศษ PET เป็นธรรมชาติแสดงให้เห็นถึงความเสถียรของ UV ที่ดีขึ้นเนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลซึ่งช่วยให้สามารถทนต่อการสัมผัสกลางแจ้งได้ดีขึ้นโดยไม่ประสบกับการย่อยสลายภาพถ่ายในระดับเดียวกัน ในขณะที่ PEF มีคุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่าเช่นความแข็งแรงและความยืดหยุ่นประสิทธิภาพที่กำหนดไว้ของ PET ในแอพพลิเคชั่นกลางแจ้งเช่นขวดเครื่องดื่มบรรจุภัณฑ์อาหารและชิ้นส่วนยานยนต์ให้ความได้เปรียบในการแข่งขันสำหรับการสัมผัส UV และความยืดหยุ่นของสภาพอากาศ ในการแข่งขันกับ PET ในการใช้งานกลางแจ้ง PEF จะต้องได้รับการปรับปรุงด้วยสารเติมแต่งหรือสารเคลือบเพื่อให้การป้องกันรังสี UV และสภาพอากาศที่จำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีการสัมผัสกับแสงแดดความร้อนและความชื้นในระยะยาว