Glycidylmethacrylaat (GMA) is een monomeer met zowel dubbele acrylaatbindingen als epoxygroepen. Een dubbele acrylaatbinding heeft een hoge reactiviteit, kan een zelfpolymerisatiereactie ondergaan en kan ook met vele andere monomeren worden gecopolymeriseerd; epoxygroepen kunnen reageren met hydroxyl, amino, carboxyl of zuuranhydride, waardoor er meer functionele groepen worden toegevoegd en het product meer functionaliteit krijgt. Daarom heeft GMA een zeer breed scala aan toepassingen in organische synthese, polymeersynthese, polymeermodificatie, composietmaterialen, ultravioletuithardende materialen, coatings, lijmen, leer, de productie van chemische vezels, papier, druk- en verfindustrie, en vele andere sectoren.

Toepassing van GMA bij poedercoating

Acrylpoedercoatings vormen een grote categorie poedercoatings, die kunnen worden onderverdeeld in hydroxylacrylharsen, carboxylacrylharsen, glycidylacrylharsen en amidoacrylharsen, afhankelijk van de verschillende gebruikte uithardingsmiddelen. Glycidylacrylhars is de meest gebruikte poedercoatinghars. Het kan tot films worden gevormd met uithardingsmiddelen zoals meerwaardige hydroxyzuren, polyaminen, polyolen, polyhydroxyharsen en hydroxypolyesterharsen.

Methylmethacrylaat, glycidylmethacrylaat, butylacrylaat en styreen worden doorgaans gebruikt voor vrije-radicalenpolymerisatie om acrylhars van het type GMA te synthetiseren, en dodecyldibasisch zuur wordt gebruikt als uithardingsmiddel. De bereide acrylpoedercoating presteert goed. Het syntheseproces kan benzoylperoxide (BPO) en azobisisobutyronitril (AIBN) of mengsels daarvan als initiatoren gebruiken. De hoeveelheid GMA heeft een grote invloed op de prestaties van de coatingfilm. Als de hoeveelheid te klein is, is de vernettingsgraad van de hars laag, zijn er weinig uithardingspunten, is de vernettingsdichtheid van de coatingfilm onvoldoende en is de slagvastheid van de coatingfilm slecht.

Toepassing van GMA bij polymeermodificatie

GMA kan op het polymeer worden geënt dankzij de aanwezigheid van een dubbele acrylaatbinding met een hogere activiteit. De epoxygroep in GMA kan reageren met diverse andere functionele groepen om een ​​gefunctionaliseerd polymeer te vormen. GMA kan worden geënt op gemodificeerd polyolefine met behulp van methoden zoals oplossingsenten, smeltenten, vastefase-enten, stralingsenten, enz., en het kan ook gefunctionaliseerde copolymeren vormen met etheen, acrylaat, enz. Deze gefunctionaliseerde polymeren kunnen worden gebruikt als verstevigingsmiddelen voor technische kunststoffen of als compatibilisatoren om de compatibiliteit van blendsystemen te verbeteren.

De initiator die vaak wordt gebruikt voor entmodificatie van polyolefinen met GMA is dicumylperoxide (DCP). Sommige mensen gebruiken ook benzoylperoxide (BPO), acrylamide (AM) en 2,5-di-tert-butylperoxide. Initiatoren zoals oxy-2,5-dimethyl-3-hexyn (LPO) of 1,3-di-tert-butylcumeenperoxide zijn voorbeelden van dergelijke initiatoren. AM heeft een significant effect op het verminderen van de degradatie van polypropyleen wanneer het als initiator wordt gebruikt. Het enten van GMA op polyolefinen leidt tot een verandering van de polyolefinenstructuur, wat leidt tot veranderingen in de oppervlakte-eigenschappen, reologische eigenschappen, thermische eigenschappen en mechanische eigenschappen van polyolefinen. GMA-geënt gemodificeerd polyolefin verhoogt de polariteit van de moleculaire keten en tegelijkertijd de oppervlaktepolariteit. Daardoor neemt de oppervlaktecontacthoek af naarmate de entsnelheid toeneemt. Door de veranderingen in de polymeerstructuur na GMA-modificatie worden ook de kristallijne en mechanische eigenschappen beïnvloed.

Toepassing van GMA bij de synthese van UV-uithardende hars

GMA kan worden gebruikt bij de synthese van UV-uithardende harsen via diverse synthetische routes. Eén methode is om eerst een prepolymeer te verkrijgen dat carboxyl- of aminogroepen aan de zijketen bevat door middel van radicaalpolymerisatie of condensatiepolymerisatie, en vervolgens GMA te gebruiken om met deze functionele groepen te reageren en lichtgevoelige groepen te introduceren om een ​​fotouithardende hars te verkrijgen. Bij de eerste copolymerisatie kunnen verschillende comonomeren worden gebruikt om polymeren met verschillende uiteindelijke eigenschappen te verkrijgen. Feng Zongcai et al. gebruikten 1,2,4-trimellietzuuranhydride en ethyleenglycol om hypervertakte polymeren te synthetiseren en introduceerden vervolgens lichtgevoelige groepen via GMA om uiteindelijk een fotouithardende hars te verkrijgen met een betere oplosbaarheid in alkali. Lu Tingfeng en anderen gebruikten poly-1,4-butaandioldipaat, tolueendi-isocyanaat, dimethylolpropionzuur en hydroxyethylacrylaat om eerst een prepolymeer te synthetiseren met lichtgevoelige, actieve dubbele bindingen en deze vervolgens in te brengen via GMA. Meer lichtuithardende dubbele bindingen worden geneutraliseerd door triethylamine om een ​​watergedragen polyurethaanacrylaatemulsie te verkrijgen.