Metakrylan glicydylu (GMA) jest monomerem posiadającym zarówno podwójne wiązania akrylowe, jak i grupy epoksydowe. Podwójne wiązanie akrylowe ma wysoką reaktywność, może ulegać reakcji samopolimeryzacji, a także może być kopolimeryzowane z wieloma innymi monomerami; grupa epoksydowa może reagować z hydroksylem, aminą, karboksylem lub bezwodnikiem kwasowym, wprowadzając więcej grup funkcyjnych, a tym samym zwiększając funkcjonalność produktu. Dlatego GMA ma niezwykle szeroki zakres zastosowań w syntezie organicznej, syntezie polimerów, modyfikacji polimerów, materiałach kompozytowych, materiałach utwardzanych ultrafioletem, powłokach, klejach, skórze, papiernictwie z włókien chemicznych, drukowaniu i barwieniu oraz wielu innych dziedzinach.

Zastosowanie GMA w lakiernictwie proszkowym

Powłoki proszkowe akrylowe stanowią dużą kategorię powłok proszkowych, które można podzielić na żywice hydroksylowe akrylowe, żywice karboksylowe akrylowe, żywice glicydylowe akrylowe i żywice amidoakrylowe w zależności od użytych środków utwardzających. Spośród nich żywica glicydylowa akrylowa jest najczęściej stosowaną żywicą do powłok proszkowych. Może być formowana w folie za pomocą środków utwardzających, takich jak wielowodorotlenowe kwasy hydroksylowe, poliaminy, poliole, żywice polihydroksylowe i żywice hydroksypoliestrowe.

Metakrylan metylu, metakrylan glicydylu, akrylan butylu, styren są zwykle używane do polimeryzacji wolnorodnikowej w celu syntezy żywicy akrylowej typu GMA, a kwas dodecylodwuzasadowy jest używany jako środek utwardzający. Przygotowana powłoka proszkowa akrylowa ma dobrą wydajność. Proces syntezy może wykorzystywać nadtlenek benzoilu (BPO) i azobisizobutyronitryl (AIBN) lub ich mieszaniny jako inicjatory. Ilość GMA ma duży wpływ na wydajność powłoki. Jeśli ilość jest zbyt mała, stopień usieciowania żywicy jest niski, punkty usieciowania utwardzania są nieliczne, gęstość usieciowania powłoki jest niewystarczająca, a odporność powłoki na uderzenia jest słaba.

Zastosowanie GMA w modyfikacji polimerów

GMA może być szczepiona na polimerze ze względu na obecność podwójnego wiązania akrylanowego o wyższej aktywności, a grupa epoksydowa zawarta w GMA może reagować z różnymi innymi grupami funkcyjnymi, tworząc funkcjonalizowany polimer. GMA może być szczepiona na modyfikowanej poliolefinie metodami takimi jak szczepienie w roztworze, szczepienie w stopie, szczepienie w fazie stałej, szczepienie radiacyjne itp., a także może tworzyć funkcjonalizowane kopolimery z etylenem, akrylanem itp. Te funkcjonalizowane polimery mogą być stosowane jako środki wzmacniające do wzmacniania tworzyw konstrukcyjnych lub jako kompatybilizatory w celu poprawy kompatybilności systemów mieszanych.

Inicjatorem często używanym do modyfikacji szczepionej poliolefiny metodą GMA jest nadtlenek dikumylu (DCP). Niektórzy używają również nadtlenku benzoilu (BPO), akrylamidu (AM), nadtlenku 2,5-di-tert-butylu. Inicjatory takie jak oksy-2,5-dimetylo-3-heksyn (LPO) lub nadtlenek 1,3-di-tert-butylu kumenu. Spośród nich AM ma znaczący wpływ na zmniejszenie degradacji polipropylenu, gdy jest stosowany jako inicjator. Szczepienie GMA na poliolefinie doprowadzi do zmiany struktury poliolefiny, co spowoduje zmianę właściwości powierzchniowych poliolefiny, właściwości reologicznych, właściwości termicznych i właściwości mechanicznych. Poliolefina modyfikowana szczepionką GMA zwiększa polarność łańcucha cząsteczkowego i jednocześnie zwiększa polarność powierzchni. Dlatego kąt styku powierzchni zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości szczepienia. Zmiany w strukturze polimeru, które zachodzą po modyfikacji GMA, wpływają również na jego właściwości krystaliczne i mechaniczne.

Zastosowanie GMA w syntezie żywic utwardzalnych promieniami UV

GMA można stosować w syntezie żywic utwardzalnych promieniami UV na wiele sposobów. Jedną z metod jest najpierw uzyskanie prepolimeru zawierającego grupy karboksylowe lub aminowe w łańcuchu bocznym poprzez polimeryzację rodnikową lub polimeryzację kondensacyjną, a następnie użycie GMA do reakcji z tymi grupami funkcyjnymi w celu wprowadzenia grup światłoczułych w celu uzyskania żywicy fotoutwardzalnej. W pierwszej kopolimeryzacji można użyć różnych komonomerów w celu uzyskania polimerów o różnych właściwościach końcowych. Feng Zongcai i in. użyli bezwodnika 1,2,4-trimellitowego i glikolu etylenowego do reakcji w celu syntezy hiperrozgałęzionych polimerów, a następnie wprowadzili grupy światłoczułe poprzez GMA, aby ostatecznie uzyskać żywicę fotoutwardzalną o lepszej rozpuszczalności w alkaliach. Lu Tingfeng i inni wykorzystali poliadypinian 1,4-butanodiolu, diizocyjanian toluenu, kwas dimetylolopropionowy i akrylan hydroksyetylu do syntezy prepolimeru z aktywnymi wiązaniami podwójnymi, a następnie wprowadzili go za pomocą GMA. Więcej utwardzalnych światłem wiązań podwójnych neutralizowano trietyloaminą, uzyskując w ten sposób emulsję poliuretanowo-akrylanową w wodzie.