O metacrilato de glicidila (GMA) é um monômero que possui ligações duplas acrilato e grupos epóxi. A ligação dupla acrilato apresenta alta reatividade, podendo sofrer reação de autopolimerização e também ser copolimerizada com diversos outros monômeros; o grupo epóxi pode reagir com hidroxila, amino, carboxila ou anidrido ácido, introduzindo mais grupos funcionais e, consequentemente, conferindo maior funcionalidade ao produto. Portanto, o GMA possui uma gama extremamente ampla de aplicações em síntese orgânica, síntese de polímeros, modificação de polímeros, materiais compósitos, materiais de cura ultravioleta, revestimentos, adesivos, couro, fabricação de papel com fibras químicas, impressão e tingimento, entre muitas outras áreas.

Aplicação de GMA em revestimento em pó

Os revestimentos em pó acrílicos constituem uma grande categoria de revestimentos em pó, que podem ser divididos em resinas acrílicas hidroxiladas, resinas acrílicas carboxiladas, resinas acrílicas glicidílicas e resinas acrílicas amidoladas, de acordo com os diferentes agentes de cura utilizados. Dentre elas, a resina acrílica glicidílica é a mais utilizada em revestimentos em pó. Ela pode ser transformada em filmes com agentes de cura como ácidos polihidroxilados, poliaminas, polióis, resinas polihidroxiladas e resinas de poliéster hidroxiladas.

Metacrilato de metila, metacrilato de glicidila, acrilato de butila e estireno são geralmente usados ​​na polimerização por radicais livres para sintetizar resina acrílica do tipo GMA, e o ácido dodecil dibásico é usado como agente de cura. O revestimento em pó acrílico preparado apresenta bom desempenho. O processo de síntese pode utilizar peróxido de benzoíla (BPO) e azobisisobutironitrila (AIBN) ou suas misturas como iniciadores. A quantidade de GMA tem grande influência no desempenho do filme de revestimento. Se a quantidade for muito pequena, o grau de reticulação da resina é baixo, os pontos de reticulação da cura são poucos, a densidade de reticulação do filme de revestimento é insuficiente e a resistência ao impacto do filme de revestimento é baixa.

Aplicação de GMA na modificação de polímeros

O GMA pode ser enxertado no polímero devido à presença de uma ligação dupla acrilato com alta reatividade, e o grupo epóxi contido no GMA pode reagir com uma variedade de outros grupos funcionais para formar um polímero funcionalizado. O GMA pode ser enxertado em poliolefinas modificadas por métodos como enxertia em solução, enxertia por fusão, enxertia em fase sólida, enxertia por radiação, etc., e também pode formar copolímeros funcionalizados com etileno, acrilato, etc. Esses polímeros funcionalizados podem ser usados ​​como agentes de tenacificação para aumentar a resistência de plásticos de engenharia ou como compatibilizantes para melhorar a compatibilidade de sistemas de mistura.

O iniciador frequentemente utilizado para a modificação por enxertia de poliolefinas com GMA é o peróxido de dicumila (DCP). Alguns pesquisadores também utilizam peróxido de benzoíla (BPO), acrilamida (AM), peróxido de 2,5-di-terc-butila, oxi-2,5-dimetil-3-hexino (LPO) ou peróxido de 1,3-di-terc-butilcumeno. Dentre eles, a AM apresenta um efeito significativo na redução da degradação do polipropileno quando utilizada como iniciador. A enxertia de GMA na poliolefina leva à alteração da estrutura da poliolefina, o que causa mudanças em suas propriedades superficiais, reológicas, térmicas e mecânicas. A poliolefina modificada por enxertia com GMA aumenta a polaridade da cadeia molecular e, consequentemente, a polaridade da superfície. Portanto, o ângulo de contato da superfície diminui com o aumento da taxa de enxertia. Devido às alterações na estrutura do polímero após a modificação com GMA, suas propriedades cristalinas e mecânicas também são afetadas.

Aplicação de GMA na síntese de resina curável por UV

O GMA pode ser usado na síntese de resinas curáveis ​​por UV através de diversas rotas sintéticas. Um método consiste em primeiro obter um pré-polímero contendo grupos carboxila ou amino na cadeia lateral por meio de polimerização radical ou polimerização por condensação, e então usar GMA para reagir com esses grupos funcionais, introduzindo grupos fotossensíveis e obtendo uma resina fotocurável. Na primeira copolimerização, diferentes comonômeros podem ser usados ​​para obter polímeros com diferentes propriedades finais. Feng Zongcai et al. usaram anidrido 1,2,4-trimelítico e etilenoglicol para sintetizar polímeros hiperramificados e, em seguida, introduziram grupos fotossensíveis por meio de GMA para finalmente obter uma resina fotocurável com melhor solubilidade em álcali. Lu Tingfeng e outros utilizaram adipato de poli-1,4-butanodiol, diisocianato de tolueno, ácido dimetilolpropiônico e acrilato de hidroxietila para sintetizar inicialmente um pré-polímero com ligações duplas fotossensíveis ativas e, em seguida, introduziram-no através de GMA. Mais ligações duplas fotocuráveis ​​foram neutralizadas por trietilamina para obter uma emulsão aquosa de acrilato de poliuretano.