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Bioderived Multibranched Covalent Adaptable Networks : A Simple Approach to Recyclable and Degradable Elastomers

Titelangaben

Wuttisarn, Ratthapit ; Schwarzer, Lars ; Fulajtar, Emilia ; Niyomsin, Sorapat ; Pangon, Autchara ; Laobuthee, Apirat ; Agarwal, Seema ; Chirachanchai, Suwabun:
Bioderived Multibranched Covalent Adaptable Networks : A Simple Approach to Recyclable and Degradable Elastomers.
In: ACS Sustainable Chemistry & Engineering. (23 Juli 2026) .
ISSN 2168-0485
DOI: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c06329

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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357: MIKROPLASTIK – Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze
391977956

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Developing elastomers that simultaneously integrate excellent elastomeric performance, reprocessability, controlled end-of-life degradation, and bioderived sustainability remains a significant challenge. Herein, a bioderived vitrimeric elastomer is designed using star-shaped poly(ε-decalactone) (PDL) and a crosslinker via dynamic vinylogous urethane chemistry. Three-armed and four-armed PDL precursors with well-defined arm lengths enable precise control over network architecture and crosslink density via acetoacetate end-group functionalization and catalyst-free associative transamination exchange. The resulting elastomers exhibit low glass transition temperatures (–49 to –39 °C), broad rubbery plateaus, and exceptional extensibility, achieving elongation at break up to 2100%. Variation in arm number and chain length modulates stiffness, toughness, and bond-exchange kinetics, establishing clear structure-property relationships. Stress-relaxation experiments reveal Arrhenius-type dynamics and topology-freezing temperatures (Tv) near ambient conditions, confirming the vitrimeric nature of the network and its thermal reprocessability. After multiple reprocessing cycles, the materials retain ∼75% of their initial mechanical properties. Under industrial composting conditions, the bioderived networks exhibit pronounced molecular weight reduction (80–90%) and surface erosion, with degradability governed by crosslink density. The results demonstrate a molecularly engineered, environmentally friendly elastomer that integrates building blocks for extensibility, covalent adaptive networks for reprocessability, and bioderived polymers for environmental degradability within a single material platform.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II
Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften, Geologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Eingestellt am: 05 Aug 2026 06:42
Letzte Änderung: 05 Aug 2026 06:42
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/99247