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Facile mechanochemical cycloreversion of polymer cross-linkers enhances tear resistance

弹性体 聚合物 共价键 丙烯酸酯 材料科学 韧性 环丁烷 丙烯酸酯聚合物 高分子化学 交叉连接 复合材料 共聚物 化学 有机化学 戒指(化学)
作者
Shu Wang,Yixin Hu,Tatiana B. Kouznetsova,Liel Sapir,Danyang Chen,Abraham Herzog‐Arbeitman,Jeremiah A. Johnson,Michael Rubinstein,Stephen L. Craig
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:380 (6651): 1248-1252 被引量:77
标识
DOI:10.1126/science.adg3229
摘要

The mechanical properties of covalent polymer networks often arise from the permanent end-linking or cross-linking of polymer strands, and molecular linkers that break more easily would likely produce materials that require less energy to tear. We report that cyclobutane-based mechanophore cross-linkers that break through force-triggered cycloreversion lead to networks that are up to nine times as tough as conventional analogs. The response is attributed to a combination of long, strong primary polymer strands and cross-linker scission forces that are approximately fivefold smaller than control cross-linkers at the same timescales. The enhanced toughness comes without the hysteresis associated with noncovalent cross-linking, and it is observed in two different acrylate elastomers, in fatigue as well as constant displacement rate tension, and in a gel as well as elastomers.
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