清华大学杨睿教授团队 Macromolecules: PBAT光氧老化产生CO?的机理研究
2023-09-21 来源:高分子科技
图1. PBAT光氧老化中CO2的产生路径
PBAT是一种具有代表性的可生物降解聚酯,广泛用于地膜和包装等一次性制品。然而,PBAT的光稳定性差限制了其使用。CO2是PBAT光氧老化的典型产物。因此,理解CO2的产生机理对于开发提高PBAT光稳定性的新策略具有重要意义。
图2. PBAT光氧老化中CO2生成路径的能量演化(PBT链段为不依赖于氧气的光解机理,PBA链段为光氧化机理)
图3. 利用原位红外检测不同气氛、光照条件下CO2的产量随时间变化
该工作以“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”为题发表在《Macromolecules》上(DOI: 10.1021/acs.macromol.3c01649)。文章共同第一作者是清华大学化工系硕士生孟祥泽和博士生叶焱。该工作是团队近年在高分子材料光氧老化理论计算方面的研究进展之一。高分子材料的光氧老化理论计算面临吸收光子过程的引入和聚合物反应模型算力消耗两大难题。该团队于2022年初次提出使用TDDFT理论求解聚合物局部链段光化学反应势能面,并解释了甲醛分子在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光氧老化机理,并利用MD研究晶相与非晶相的老化行为差异,为PE光氧老化这一经典问题提供全新视角(Polym. Degrad. Stabil., 2023, 217, 110536)。
该研究得到国家重点研发计划的支持(2021YFC2103603、2021YFD1700700)。
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c01649
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(责任编辑:xu)
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