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Cleavable Additives for Deconstructable; Recyclable Polyurethane Thermosets

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OA
AI
K
Kwangwook Ko
D
David Lundberg
V
Valerie Lensch
Y
Yasmeen AlFaraj
K
Keith E. L. Husted
J
Jacob P. Brutman
A
Alaaeddin Alsbaiee
P
Patrick N. Hamilton
S
Suong T. Nguyen *
J
Jeremiah A. Johnson *
DOI:10.1021/acscentsci.5c00689delete
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摘要

摘要

En 中文
聚氨酯(PU)热固性材料,特别是那些由脂肪族组分衍生的材料,由于其永久性交联,化学解构具有挑战性。当前赋予材料可解构性的方法通常依赖于用可裂解类似物完全替代网络前体,这限制了其实用性。可裂解添加剂(CAs)提供了一种可能简单且成本效益高的替代方案,但它们的应用主要局限于链增长网络,在端连接系统(如PU)中的应用尚未探索。本文提出了一种通用的反向凝胶点理论,用于预测端连接网络解构所需的最小CA负载量。我们通过将两类基于硅醚的CA─双功能可裂解链段(BCSs)和三功能可裂解接头(TCJs)─引入PU热固性材料中,实验验证了该框架。两种添加剂均能在低负载量(5–12 wt %)下实现PU的选择性溶解,其中TCJs表现出更高的效率。BCSs和TCJs的联合使用还可实现材料性能的精细调控。此外,我们证明TCJ含PU解构产生的聚醇片段可通过化学再聚合再生PU材料,且在多次循环中机械性能无损失。这项工作确立了CA作为一种可行的策略,以促进PU的循环利用,并为它们在端连接聚合物网络中的更广泛应用提供了基础框架。
Keyword:
polyurethane thermosets
cleavable additives
reverse gel-point theory
chemical deconstruction
circular economy

期刊

ACS Central Science 封面图
ACS Central Science
IF:
10.4
论文数:
2.5K
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2.1W

机构

M
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论文数: 1.1K
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