Effects of cleavable comonomer structure and crosslinker chemistry on the performance and deconstructability of frontally cured pDCPD composites

共单体 复合材料 材料科学 复合数 化学工程 聚合 低温 化学 艾氏冲击强度试验 高分子化学
作者
Terry Price,Julian C. Cooper,Edgar B. Mejia,Douglas G. Ivanoff,Zhenchuang Xu,Peter S. Christopherson,Benjamin D. Fliman,Yasmeen S. AlFaraj,Jeremiah A. Johnson,Jeffrey S. Moore,Nancy R. Sottos
出处
期刊:Composites Part A-applied Science and Manufacturing [Elsevier BV]
卷期号:208: 109822-109822
标识
DOI:10.1016/j.compositesa.2026.109822
摘要

Reclaiming undamaged carbon fiber from thermoset composites requires chemical recycling methods that leverage complete deconstruction of the polymer matrix. Cleavable comonomers enable chemical recycling of poly(dicyclopentadiene) (pDCPD) composites, but current systems suffer from reduced glass transition temperature ( T g ), limiting application. Here, we investigate the effect of cleavable comonomer loading and cleavable crosslinker chemistry on network formation, thermomechanical properties, and fiber recovery in frontally cured pDCPD composites. All formulations fully deconstructed in acid and recovered fibers ranged from pristine to variably contaminated depending on crosslinker chemistry. Reducing backbone-cleaving comonomer content and introducing cleavable crosslinkers raised composite T g to 126–138 °C compared to 105 °C previously reported in deconstructable pDCPD composites. Although the cleavable crosslinkers increased T g in unreinforced polymers to 150–160 °C, the fiber-reinforced composite T g remained lower due to under-curing and interactions between the crosslinkers and the fiber surface. Increasing polymerization initiator loading improved comonomer conversion and yielded a deconstructable composite with T g = 151 °C, approaching the performance of non-deconstructable pDCPD composites ( T g = 161 °C). This work clarifies how cleavable comonomer and crosslinker chemistry governs curing, thermomechanical performance, and reclaimed reinforcement quality, and the results highlight the need for more robust cleavable comonomers to realize multigenerational composite materials without sacrificing thermomechanical performance.

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