Beépítése 2,5-Furandikarbonsav (FDCA) A poliészter gerincébe jelentősen megemeli a kapott polimer termikus stabilitását. Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy a molekuláris mozgás ellenáll a furángyűrű, amely ellenáll a molekuláris mozgásnak, és korlátozza a polimer láncok bomlását megemelkedett hőmérsékleten. A tradicionális terefhalsav-alapú poliészterekkel ellentétben az FDCA-ból származó polimerek (például a polietilén furanoát, PEF) magasabb üvegátmeneti hőmérsékleteket (TG) és bomlási küszöbértékeket mutathatnak, így életképessé válnak, mint például a magas hőmérsékletű csomagolás, az elektromos szigetelési alkatrészek és a termikusan igényes autóalkotók, ahol a 100 ° C kritikus.
Az FDCA javítja a poliészterek mechanikai szilárdságát egy lineáris, merev és sík molekuláris architektúrával. Ez a merevség korlátozza a polimer gerinc körüli forgást, ami kiterjesztett lánc-konformációt és szigorúbb csomagolást eredményez az amorf és félig kristályos fázisokban. Ennek eredményeként a szakítószilárdság, a Young modulusának és a termés feszültségének jelentős növekedése. A stressz-feszültség tesztelés során az FDCA-poliesterek következetesen felülmúlják a kedvtelésből tartott társaikat, különösen nagy terhelés és ciklikus fáradtság mellett, ami nélkülözhetetlen a tartós alkatrészekhez a szerkezeti alkalmazásokban vagy az újrafelhasználható csomagolási formátumokban.
Az FDCA-val módosított poliészterek kiválóan rezisztenciát mutatnak a kémiai lebomlással az elektronban gazdag és viszonylag inert furán gyűrű miatt. A szimmetrikus karboxilátcsoportok a 2,5-pozíciókban fokozzák a gátot a nukleofil és elektrofil támadások ellen, különösen savas vagy alapvető környezetben. Ez a szerkezeti előny rezisztenciát ad a duzzanat, a hidrolízis és az oldószer által kiváltott lágyulás ellen. Az FDCA poliészterei tehát nagyon alkalmasak a vegyi tartályok béléseire, az ipari folyadékvezetékekben lévő bevonatokhoz és a gyógyszeres csomagoláshoz, ahol a kémiai tisztaság és a polimer integritása nélkülözhetetlen.
Az FDCA -t tartalmazó poliészterek javított ultraibolya (UV) ellenállást mutatnak, mivel a furán gyűrű képes felszívni és eloszlatni az UV -sugárzást anélkül, hogy jelentős láncolási vagy elszíneződést végezne. A tereftalát -benzolgyűrűkkel ellentétben, amelyek hajlamosak a fotodegradációra, a furán gyűrű eltérő elektron -delokalizációs profilt kínál, csökkentve a radikális képződést az UV fény alatt. Ez a molekuláris tulajdonság lehetővé teszi az FDCA-alapú poliészterek számára, hogy fenntartsák a mechanikai teljesítményt és az optikai tisztaságot hosszan tartó kültéri vagy napelemes környezetben, például üvegházhatású filmekben, autóipari panelekben és napelemek alkatrészeiben.
Az FDCA szignifikánsan javítja a gáz- és gőzgátló teljesítményét azáltal, hogy a polimer mátrixon keresztül kínosabb utat hoz létre a molekulák diffúziójához. Az FDCA poláris jellege és merevsége növeli a lánc sűrűségét és csökkenti a szegmentális mobilitást, ezáltal csökkentve az olyan gázok, mint az oxigén (O₂), a szén -dioxid (CO₂) és a vízgőz (H₂O) permeabilitási együtthatóját. Például a polietilén-furanoát (PEF) akár 10-szer jobb oxigént és 5x jobb Co₂ gáttulajdonságot kínál, mint a PET, így ideális a nagy teljesítményű ételek és italcsomagolás, a gyógyszerészeti hólyagos csomagok és az űrszigetelő fóliákhoz.
Annak ellenére, hogy az FDCA hozzájárult a nagy teljesítményű tulajdonságokhoz, megőrzi a kompatibilitást a biológiailag lebontható útvonalakkal az ipari komposztálás vagy az enzimatikus lebomlás beállításai alatt. Az FDCA-alapú poliészterek gyorsabb hidrolitikus hasítást mutatnak a megnövekedett hidrofilitás és az észter kötés hozzáférhetősége miatt. Az FDCA bioalapú eredete támogatja a nem mérgező, természetesen előforduló bomlástermékekbe bontását. Ez az FDCA-származékokat vonzóvá teszi a fenntartható alkalmazásokhoz, ahol a csökkent mikroplasztikus perzisztencia és a jobb környezeti kompatibilitás prioritásként kerül prioritásként, például az egyszer használatos orvosi textil vagy a tengeri lebontható fogyasztói jó termékek.