Next-Generation High-Performance Biobased Naphthalate-Modified PET for Sustainable Food Packaging Applications

食品包装 共单体 对苯二甲酸 共聚物 玻璃化转变 乙二醇 透氧性 热稳定性 极限抗拉强度 高分子化学 聚酯纤维 缩聚物 对苯二甲酸二甲酯 乙烯 聚合物 材料科学 复合材料 化学工程 化学 食品科学 氧气 工程类 有机化学 催化作用
作者
Ting‐Han Lee,Hengzhou Liu,Michael Forrester,Lening Shen,Tung‐ping Wang,Huangchao Yu,Jiahao He,Wenzhen Li,George A. Kraus,Eric W. Cochran
出处
期刊:Macromolecules [American Chemical Society]
卷期号:55 (17): 7785-7797 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acs.macromol.2c00777
摘要

We report a series of novel poly(ethylene terephthalate) (PET) copolymers with improved properties through the incorporation of bioadvantaged dimethyl 2,7-naphthalenedicarboxylate (2,7-N) as a comonomer. PET is among the most commonly used engineering thermoplastics, ubiquitous in the food packaging industry. However, its application is limited by poor thermal (low Tg) and oxygen barrier performance. A series of poly(ethylene terephthalate-stat-2,7-naphthalate) copolymers were synthesized from ethylene glycol (EG), terephthalic acid (TPA), and 2,7-N via a standard two-step melt polycondensation reaction. The 2,7-N significantly improved the thermal, mechanical, and barrier properties. The glass transition temperature (Tg > 75.4 °C) and thermal stability (Td,5% > 405.1 °C) of the copolymers increase monotonically with 2,7-N content, exceeding those of PET (Tg = 69.7 °C, Td,5% = 401.4 °C). Moreover, the mechanical properties and the crystallization behaviors are tunable through the 2,7-N loading. Composition-optimized copolymers showed an increase of 70% and 200% in elongation at break and tensile strength, respectively. In addition, the oxygen permeability value of the copolymers containing 20% 2,7-N loading fell to PO2 = 0.0073 barrer, a 30% improvement over that of PET. These results illustrate that the novel substitution patterns offered by biobased chemicals can translate to performance advantages in packaging materials. Finally, the fundamental structure–property relationships connecting the bioadvantaged chemicals as the comonomers to the product performance were constructed as a guide for value-added renewable polymers in the future.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
科研通AI6.3应助松林采纳,获得10
2秒前
威武的夏彤完成签到,获得积分10
2秒前
崔帅发布了新的文献求助10
3秒前
whatislove发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
8秒前
凉冰完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
科目三应助廉6666采纳,获得10
10秒前
shy完成签到,获得积分20
11秒前
地球发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
桐桐应助果果采纳,获得10
14秒前
韩han完成签到,获得积分10
14秒前
Y2Z发布了新的文献求助10
14秒前
漪涙应助松林采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.4应助XPDrake采纳,获得10
15秒前
研友_VZG7GZ应助缥缈的尔烟采纳,获得10
15秒前
情怀应助星沉静默采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
wei完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
FashionBoy应助乐观的颦采纳,获得10
19秒前
TT发布了新的文献求助10
19秒前
小江发布了新的文献求助10
19秒前
飞天猫发布了新的文献求助10
20秒前
fffzaw发布了新的文献求助10
20秒前
潘安完成签到,获得积分10
20秒前
我要发sci完成签到,获得积分10
21秒前
cy完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
科研通AI6.2应助调皮茉莉采纳,获得10
22秒前
22秒前
22秒前
纭声完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6439719
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8253543
关于积分的说明 17567261
捐赠科研通 5497753
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899365
邀请新用户注册赠送积分活动 1876188
关于科研通互助平台的介绍 1716645