80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
清華大學(xué)楊睿教授團(tuán)隊 Macromolecules: PBAT光氧老化產(chǎn)生CO?的機(jī)理研究
2023-09-21  來源：高分子科技

圖1. PBAT光氧老化中CO2的產(chǎn)生路徑


  PBAT是一種具有代表性的可生物降解聚酯，廣泛用于地膜和包裝等一次性制品。然而，PBAT的光穩(wěn)定性差限制了其使用。CO2是PBAT光氧老化的典型產(chǎn)物。因此，理解CO2的產(chǎn)生機(jī)理對于開發(fā)提高PBAT光穩(wěn)定性的新策略具有重要意義。


  近期，清華大學(xué)化工系楊睿教授團(tuán)隊利用理論計算與實驗結(jié)合的方式研究了PBAT光氧老化過程中CO2的產(chǎn)生機(jī)理（圖1），利用TDDFT計算提出PBA和PBT鏈段的不同反應(yīng)路徑，并通過原位紅外實驗以及自然老化實驗進(jìn)行驗證。根據(jù)理論計算的結(jié)果，提出了PBT和PBA鏈段CO2的不同產(chǎn)生機(jī)制：PBT鏈段為不依賴氧氣的光解過程，伴隨著乙烯基端基的生成；PBA鏈段為光氧化過程，需要光子和氧氣分子協(xié)同引發(fā)（圖2）。上述假設(shè)與實驗結(jié)果相吻合：在氮氣氣氛下，紫外輻照可以導(dǎo)致CO2的產(chǎn)生，這與提出的PBT鏈段光解機(jī)制相一致；而在空氣氣氛下，紫外輻照導(dǎo)致CO2的產(chǎn)量進(jìn)一步上升，這表明PBA鏈段的光氧化參與了貢獻(xiàn)（圖3）。對于自然老化的樣品，羰基指數(shù)相對值沒有明顯變化，而雙鍵指數(shù)相對值則隨老化時間顯著增長，證實了雙鍵的產(chǎn)生不依賴于氧氣的參與，而是來源于PBT鏈段的光解過程。在一定紫外輻照強(qiáng)度下，CO2的產(chǎn)量與氧氣濃度（15-28%）沒有顯著關(guān)聯(lián)，一定程度上佐證了氧化引發(fā)過程對光子吸收的強(qiáng)依賴性。 


圖2. PBAT光氧老化中CO2生成路徑的能量演化（PBT鏈段為不依賴于氧氣的光解機(jī)理，PBA鏈段為光氧化機(jī)理） 


圖3. 利用原位紅外檢測不同氣氛、光照條件下CO2的產(chǎn)量隨時間變化

  該工作以“Computational and Experimental Study on the Mechanism of CO2 Production during Photo-Oxidative Degradation of Poly(butylene adipate-co-terephthalate): Differences between PBA and PBT Segments”為題發(fā)表在《Macromolecules》上（DOI: 10.1021/acs.macromol.3c01649）。文章共同第一作者是清華大學(xué)化工系碩士生孟祥澤和博士生葉焱。該工作是團(tuán)隊近年在高分子材料光氧老化理論計算方面的研究進(jìn)展之一。高分子材料的光氧老化理論計算面臨吸收光子過程的引入和聚合物反應(yīng)模型算力消耗兩大難題。該團(tuán)隊于2022年初次提出使用TDDFT理論求解聚合物局部鏈段光化學(xué)反應(yīng)勢能面，并解釋了甲醛分子在PP光氧老化中的角色（Polym. Degrad. Stabil., 2022, 205, 110131）；后于2023年利用TDDFT研究PE光氧老化機(jī)理，并利用MD研究晶相與非晶相的老化行為差異，為PE光氧老化這一經(jīng)典問題提供全新視角（Polym. Degrad. Stabil., 2023, 217, 110536）。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃的支持（2021YFC2103603、2021YFD1700700）。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c01649

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞