Le méthacrylate de glycidyle (GMA) est un monomère possédant à la fois des doubles liaisons acrylate et des groupes époxy. La double liaison acrylate présente une réactivité élevée, lui permettant de s'autopolymériser et de se copolymériser avec de nombreux autres monomères. Le groupe époxy, quant à lui, peut réagir avec des groupements hydroxyle, amine, carboxyle ou des anhydrides d'acide, introduisant ainsi de nouveaux groupes fonctionnels et conférant au produit une fonctionnalité accrue. De ce fait, le GMA trouve des applications extrêmement variées en synthèse organique, synthèse et modification de polymères, matériaux composites, matériaux de polymérisation UV, revêtements, adhésifs, cuir, fabrication de papier à base de fibres chimiques, impression et teinture, et bien d'autres domaines.

Application du GMA dans le revêtement en poudre

Les revêtements en poudre acryliques constituent une vaste catégorie de revêtements en poudre, que l'on peut subdiviser en résines acryliques hydroxylées, carboxylées, glycidyliques et amido, selon les différents agents de durcissement utilisés. Parmi elles, la résine acrylique glycidique est la plus couramment employée. Elle peut être transformée en films grâce à des agents de durcissement tels que les acides polyhydroxylés, les polyamines, les polyols, les résines polyhydroxylées et les résines polyester hydroxylées.

Le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate de glycidyle, l'acrylate de butyle et le styrène sont couramment utilisés pour la polymérisation radicalaire afin de synthétiser une résine acrylique de type GMA. L'acide dodécyldibasique sert d'agent de durcissement. Le revêtement en poudre acrylique ainsi obtenu présente de bonnes performances. Le procédé de synthèse peut utiliser le peroxyde de benzoyle (BPO) et l'azobisisobutyronitrile (AIBN), seuls ou en mélange, comme initiateurs. La quantité de GMA influence fortement les performances du film de revêtement. Une quantité insuffisante entraîne un faible degré de réticulation de la résine, un nombre réduit de points de réticulation, une densité de réticulation insuffisante et une faible résistance aux chocs.

Application du GMA dans la modification des polymères

Le GMA peut être greffé sur le polymère grâce à la présence d'une double liaison acrylate à haute réactivité. Le groupe époxy qu'il contient peut réagir avec divers autres groupes fonctionnels pour former un polymère fonctionnalisé. Le GMA peut être greffé sur une polyoléfine modifiée par différentes méthodes, telles que le greffage en solution, le greffage à l'état fondu, le greffage en phase solide, le greffage par irradiation, etc. Il peut également former des copolymères fonctionnalisés avec l'éthylène, l'acrylate, etc. Ces polymères fonctionnalisés peuvent être utilisés comme agents de renforcement pour améliorer la ténacité des plastiques techniques ou comme agents de compatibilisation pour améliorer la compatibilité des mélanges.

L'initiateur fréquemment utilisé pour la modification par greffage des polyoléfines par le GMA est le peroxyde de dicumyle (DCP). D'autres initiateurs, tels que le peroxyde de benzoyle (BPO), l'acrylamide (AM) ou le peroxyde de 2,5-di-tert-butyle, sont également employés. On utilise aussi des initiateurs comme l'oxy-2,5-diméthyl-3-hexyne (LPO) ou le peroxyde de 1,3-di-tert-butylcumène. Parmi eux, l'AM, utilisé comme initiateur, réduit significativement la dégradation du polypropylène. La greffe de GMA sur les polyoléfines modifie leur structure, ce qui affecte leurs propriétés de surface, rhéologiques, thermiques et mécaniques. La modification par greffage de GMA accroît la polarité de la chaîne moléculaire et, par conséquent, la polarité de surface. L'angle de contact diminue donc avec l'augmentation du taux de greffage. Ces modifications de la structure du polymère après modification par le GMA influencent également ses propriétés cristallines et mécaniques.

Application du GMA dans la synthèse d'une résine photopolymérisable aux UV

Le GMA peut être utilisé dans la synthèse de résines photopolymérisables par diverses voies. Une méthode consiste à obtenir un prépolymère contenant des groupements carboxyle ou amine sur sa chaîne latérale par polymérisation radicalaire ou par condensation, puis à faire réagir le GMA avec ces groupements fonctionnels pour introduire des groupements photosensibles et obtenir ainsi une résine photopolymérisable. Lors de la première copolymérisation, différents comonomères peuvent être utilisés pour obtenir des polymères aux propriétés finales variées. Feng Zongcai et al. ont utilisé l'anhydride 1,2,4-trimellitique et l'éthylène glycol pour synthétiser des polymères hyperbranchés, puis ont introduit des groupements photosensibles grâce au GMA afin d'obtenir une résine photopolymérisable présentant une meilleure solubilité en milieu alcalin. Lu Tingfeng et al. ont utilisé du poly-1,4-butanediol adipate, du diisocyanate de toluène, de l'acide diméthylolpropionique et de l'acrylate d'hydroxyéthyle pour synthétiser d'abord un prépolymère avec des doubles liaisons actives photosensibles, puis l'ont introduit par l'intermédiaire de GMA. D'autres doubles liaisons photoréticulables sont neutralisées par la triéthylamine pour obtenir une émulsion d'acrylate de polyuréthane en phase aqueuse.