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Molecularly Designed Additives for Chemically Deconstructable Thermosets without Compromised Thermomechanical Properties
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2021-06-14 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.1c00255 K E L Husted 1 , P Shieh 1 , D J Lundberg 2 , S L Kristufek 1 , J A Johnson 1
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2021-06-14 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.1c00255 K E L Husted 1 , P Shieh 1 , D J Lundberg 2 , S L Kristufek 1 , J A Johnson 1
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“Drop-in” additives that introduce chemically cleavable bonds into thermosets without compromising thermomechanical properties could enable triggered material deconstruction and enhanced sustainability. While the installation of cleavable bonds into the strands of the commercial thermoset polydicyclopentadiene (pDCPD) using comonomers facilitates chemical deconstruction, these additives can lower the material’s glass transition temperature (Tg). By contrast, the installation of cleavable crosslinkers into pDCPD can maintain or potentially increase Tg but does not facilitate chemical deconstruction. Here, we introduce “strand-cleaving crosslinker” (SCC) additives that provide cleavable pDCPD network junctions. Notably, pDCPD samples featuring 10% v/v of SCCs can be deconstructed under mild conditions to yield soluble products and display a 48 °C higher Tg than analogous decontructable pDCPD made using cleavable comonomers and an equivalent Tg to virgin pDCPD. The SCC concept could offer a general strategy for the design of chemically deconstructable thermoset materials without compromise on thermomechanical performance.
中文翻译：
用于化学可解构热固性材料的分子设计添加剂，不会影响热机械性能
在不影响热机械性能的情况下，将化学可裂解键引入热固性材料的“插入式”添加剂可以触发材料解构并增强可持续性。虽然使用共聚单体将可裂解键安装到商用热固性聚二环戊二烯 (pDCPD) 链中有助于化学解构，但这些添加剂可以降低材料的玻璃化转变温度 ( Tg )。相比之下，在 pDCPD 中安装可裂解的交联剂可以保持或潜在地增加Tg但不利于化学解构。在这里，我们介绍了提供可裂解 pDCPD 网络连接的“链裂解交联剂”(SCC) 添加剂。值得注意的是，具有 10% v/v 的 SCC 的 pDCPD 样品可以在温和条件下解构以产生可溶性产物，并显示出比使用可裂解共聚单体制备的类似可解构 pDCPD高 48°C 的T g和与原始 pDCPD 等效的T g。SCC 概念可以为化学可解构热固性材料的设计提供一般策略，而不会影响热机械性能。
更新日期：2021-07-20
中文翻译：
用于化学可解构热固性材料的分子设计添加剂，不会影响热机械性能
在不影响热机械性能的情况下，将化学可裂解键引入热固性材料的“插入式”添加剂可以触发材料解构并增强可持续性。虽然使用共聚单体将可裂解键安装到商用热固性聚二环戊二烯 (pDCPD) 链中有助于化学解构，但这些添加剂可以降低材料的玻璃化转变温度 ( Tg )。相比之下，在 pDCPD 中安装可裂解的交联剂可以保持或潜在地增加Tg但不利于化学解构。在这里，我们介绍了提供可裂解 pDCPD 网络连接的“链裂解交联剂”(SCC) 添加剂。值得注意的是，具有 10% v/v 的 SCC 的 pDCPD 样品可以在温和条件下解构以产生可溶性产物，并显示出比使用可裂解共聚单体制备的类似可解构 pDCPD高 48°C 的T g和与原始 pDCPD 等效的T g。SCC 概念可以为化学可解构热固性材料的设计提供一般策略，而不会影响热机械性能。
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