Glysidyylimetakrylaatti (GMA) on monomeeri, jossa on sekä akrylaattikaksoissidoksia että epoksiryhmiä. Akrylaattikaksoissidoksella on korkea reaktiivisuus, se voi itsepolymeroitua ja se voidaan myös kopolymeroida monien muiden monomeerien kanssa; epoksiryhmä voi reagoida hydroksyyli-, amino-, karboksyyli- tai happoanhydridin kanssa, jolloin syntyy lisää funktionaalisia ryhmiä ja siten lisää tuotteen toiminnallisuutta. Siksi GMA:lla on erittäin laaja valikoima sovelluksia orgaanisessa synteesissä, polymeerisynteesissä, polymeerien muokkaamisessa, komposiittimateriaaleissa, ultraviolettikovettuvissa materiaaleissa, pinnoitteissa, liimoissa, nahassa, kemiallisissa kuitupaperinvalmistuksessa, painatuksessa ja värjäyksessä sekä monilla muilla aloilla.

GMA:n käyttö jauhemaalauksessa

Akryylijauhemaalit ovat laaja jauhemaalausluokka, joka voidaan jakaa hydroksyyliakryylihartseihin, karboksyyliakryylihartseihin, glysidyyliakryylihartseihin ja amidoakryylihartseihin käytettyjen kovettimien mukaan. Näistä glysidyyliakryylihartsi on eniten käytetty jauhemaalaushartsi. Siitä voidaan muodostaa kalvoja kovettimilla, kuten polyhydrisillä hydroksihapoilla, polyamiineilla, polyoleilla, polyhydroksihartseilla ja hydroksipolyesterihartseilla.

Metyylimetakrylaattia, glysidyylimetakrylaattia, butyyliakrylaattia ja styreeniä käytetään yleensä vapaiden radikaalien polymerointiin GMA-tyyppisen akryylihartsin syntetisoimiseksi, ja kovettimena käytetään dodekyylidibasiinihappoa. Valmistetulla akryylijauhemaalilla on hyvä suorituskyky. Synteesiprosessissa voidaan käyttää bentsoyyliperoksidia (BPO) ja atsobisisobutyronitriiliä (AIBN) tai niiden seoksia initiaattoreina. GMA:n määrällä on suuri vaikutus pinnoitekalvon suorituskykyyn. Jos määrä on liian pieni, hartsin silloittumisaste on alhainen, kovettumissilloittumispisteet ovat vähäisiä, pinnoitekalvon silloittumistiheys ei ole riittävä ja pinnoitekalvon iskunkestävyys on heikko.

GMA:n käyttö polymeerien modifioinnissa

GMA:ta voidaan oksastaa polymeeriin sen aktiivisemman akrylaattikaksoissidoksen ansiosta, ja GMA:n sisältämä epoksiryhmä voi reagoida useiden muiden funktionaalisten ryhmien kanssa muodostaen funktionalisoidun polymeerin. GMA:ta voidaan oksastaa modifioituun polyolefiiniin esimerkiksi liuosoksastuksella, sulaoksastuksella, kiinteäfaasioksastuksella tai säteilyoksastuksella, ja se voi myös muodostaa funktionalisoituja kopolymeerejä eteenin, akrylaatin jne. kanssa. Näitä funktionalisoituja polymeerejä voidaan käyttää sitkeysaineina teknisten muovien sitkeyttämiseen tai yhteensopivuutta parantavina aineina seosten yhteensopivuuden parantamiseksi.

GMA:lla tehtävässä polyolefiinin oksastusmodifikaatiossa usein käytetty initiaattori on dikumyyliperoksidi (DCP). Jotkut käyttävät myös bentsoyyliperoksidia (BPO), akryyliamidia (AM) ja 2,5-di-tert-butyyliperoksidia. Initiaattoreita ovat esimerkiksi oksi-2,5-dimetyyli-3-heksiini (LPO) tai 1,3-di-tert-butyylikumeeniperoksidi. Näistä AM:llä on merkittävä vaikutus polypropeenin hajoamisen vähentämiseen, kun sitä käytetään initiaattorina. GMA:n oksastus polyolefiiniin johtaa polyolefiinin rakenteen muutokseen, mikä puolestaan ​​muuttaa polyolefiinin pintaominaisuuksia, reologisia ominaisuuksia, lämpöominaisuuksia ja mekaanisia ominaisuuksia. GMA:lla oksastettu polyolefiini lisää molekyyliketjun polaarisuutta ja samalla lisää pinnan polaarisuutta. Siksi pinnan kosketuskulma pienenee oksastusnopeuden kasvaessa. GMA-modifikaation jälkeiset polymeerirakenteen muutokset vaikuttavat myös sen kiteisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin.

GMA:n käyttö UV-kovettuvan hartsin synteesissä

GMA:ta voidaan käyttää UV-kovettuvien hartsien synteesissä useilla eri synteettisillä reiteillä. Yksi menetelmä on ensin saada radikaalipolymeroinnilla tai kondensaatiopolymeroinnilla esipolymeeri, joka sisältää karboksyyli- tai aminoryhmiä sivuketjussaan, ja sitten käyttää GMA:ta reagoimaan näiden funktionaalisten ryhmien kanssa valoherkkien ryhmien lisäämiseksi valokovettuvan hartsin saamiseksi. Ensimmäisessä kopolymeroinnissa voidaan käyttää erilaisia ​​komonomeerejä, jolloin saadaan polymeerejä, joilla on erilaiset lopulliset ominaisuudet. Feng Zongcai ym. käyttivät 1,2,4-trimelliittihappoanhydridiä ja etyleeniglykolia reaktiossa hyperhaaroittuneiden polymeerien syntetisoimiseksi, ja sitten lisäsivät valoherkkiä ryhmiä GMA:n kautta, jolloin saatiin lopulta valokovettuva hartsi, jolla oli parempi alkaliliukoisuus. Lu Tingfeng ym. käyttivät poly-1,4-butaanidioliadipaattia, tolueenidi-isosyanaattia, dimetylolipropionihappoa ja hydroksietyyliakrylaattia syntetisoidakseen ensin esipolymeerin, jossa on valoherkät aktiiviset kaksoissidokset, ja sitten lisäsivät sen GMA:n kautta. Lisää valokovettuvia kaksoissidoksia neutraloidaan trietyyliamiinilla, jolloin saadaan vesiohenteinen polyuretaaniakrylaattiemulsio.