El metacrilato de glicidilo (GMA) es un monómero con dobles enlaces de acrilato y grupos epoxi. El doble enlace de acrilato presenta una alta reactividad, puede autopolimerizarse y copolimerizarse con muchos otros monómeros. El grupo epoxi puede reaccionar con hidroxilo, amino, carboxilo o anhídrido de ácido, introduciendo más grupos funcionales y, por lo tanto, aportando mayor funcionalidad al producto. Por lo tanto, el GMA tiene una amplia gama de aplicaciones en síntesis orgánica, síntesis de polímeros, modificación de polímeros, materiales compuestos, materiales de curado ultravioleta, recubrimientos, adhesivos, cuero, fabricación de papel con fibras químicas, impresión y teñido, y muchos otros campos.

Aplicación de GMA en recubrimientos en polvo

Los recubrimientos acrílicos en polvo constituyen una amplia categoría de recubrimientos en polvo, que se pueden dividir en resinas hidroxílicas, resinas carboxílicas, resinas glicidílicas y resinas amidoacrílicas, según los diferentes agentes de curado utilizados. Entre ellas, la resina glicidílica es la resina de recubrimiento en polvo más utilizada. Se puede formar películas con agentes de curado como hidroxiácidos polihídricos, poliaminas, polioles, resinas polihidroxi y resinas hidroxipoliéster.

El metacrilato de metilo, el metacrilato de glicidilo, el acrilato de butilo y el estireno se utilizan generalmente para la polimerización por radicales libres para sintetizar resina acrílica de tipo GMA, y el ácido dodecildibásico se utiliza como agente de curado. El recubrimiento en polvo acrílico preparado tiene un buen rendimiento. El proceso de síntesis puede utilizar peróxido de benzoilo (BPO) y azobisisobutironitrilo (AIBN) o sus mezclas como iniciadores. La cantidad de GMA tiene una gran influencia en el rendimiento de la película de recubrimiento. Si la cantidad es demasiado pequeña, el grado de reticulación de la resina es bajo, los puntos de reticulación de curado son pocos, la densidad de reticulación de la película de recubrimiento no es suficiente y la resistencia al impacto de la película de recubrimiento es pobre.

Aplicación de GMA en la modificación de polímeros

El GMA puede injertarse en el polímero gracias a la presencia de un doble enlace acrilato con mayor actividad, y el grupo epoxi contenido en el GMA puede reaccionar con diversos grupos funcionales para formar un polímero funcionalizado. El GMA puede injertarse en poliolefinas modificadas mediante métodos como injerto en solución, injerto en fusión, injerto en fase sólida, injerto por radiación, etc., y también puede formar copolímeros funcionalizados con etileno, acrilato, etc. Estos polímeros funcionalizados pueden utilizarse como agentes endurecedores para endurecer plásticos de ingeniería o como compatibilizadores para mejorar la compatibilidad de sistemas de mezcla.

El iniciador frecuentemente utilizado para la modificación por injerto de poliolefina por GMA es el peróxido de dicumilo (DCP). Algunas personas también utilizan peróxido de benzoilo (BPO), acrilamida (AM), peróxido de 2,5-di-terc-butilo. Iniciadores como oxi-2,5-dimetil-3-hexino (LPO) o peróxido de 1,3-di-terc-butil cumeno. Entre ellos, AM tiene un efecto significativo en la reducción de la degradación del polipropileno cuando se utiliza como iniciador. El injerto de GMA en poliolefina conducirá al cambio de la estructura de la poliolefina, lo que causará el cambio de las propiedades superficiales de la poliolefina, propiedades reológicas, propiedades térmicas y propiedades mecánicas. La poliolefina modificada por injerto de GMA aumenta la polaridad de la cadena molecular y al mismo tiempo aumenta la polaridad de la superficie. Por lo tanto, el ángulo de contacto de la superficie disminuye a medida que aumenta la tasa de injerto. Debido a los cambios en la estructura del polímero después de la modificación con GMA, también afectará sus propiedades cristalinas y mecánicas.

Aplicación de GMA en la síntesis de resina curable por UV

El GMA se puede utilizar en la síntesis de resinas curables por UV mediante diversas rutas sintéticas. Un método consiste en obtener primero un prepolímero con grupos carboxilo o amino en la cadena lateral mediante polimerización radical o por condensación, y posteriormente usar GMA para reaccionar con estos grupos funcionales e introducir grupos fotosensibles y obtener una resina fotocurable. En la primera copolimerización, se pueden utilizar diferentes comonómeros para obtener polímeros con distintas propiedades finales. Feng Zongcai et al. utilizaron anhídrido 1,2,4-trimelítico y etilenglicol para reaccionar y sintetizar polímeros hiperramificados, y posteriormente introdujeron grupos fotosensibles mediante GMA para obtener finalmente una resina fotocurable con mejor solubilidad en álcalis. Lu Tingfeng y otros utilizaron adipato de poli-1,4-butanodiol, diisocianato de tolueno, ácido dimetilolpropiónico y acrilato de hidroxietilo para sintetizar primero un prepolímero con dobles enlaces activos fotosensibles y luego introducirlo a través de GMA. Los dobles enlaces más curables por luz se neutralizan con trietilamina para obtener una emulsión de acrilato de poliuretano a base de agua.