Глицидилметакрилат (ГМА) — это мономер, содержащий как акрилатные двойные связи, так и эпоксидные группы. Акрилатная двойная связь обладает высокой реакционной способностью, может подвергаться самополимеризации, а также сополимеризоваться со многими другими мономерами; эпоксидная группа может реагировать с гидроксильными, аминогруппами, карбоксильными группами или ангидридами кислот, вводя дополнительные функциональные группы и тем самым повышая функциональность продукта. Поэтому ГМА имеет чрезвычайно широкий спектр применения в органическом синтезе, синтезе полимеров, модификации полимеров, композитных материалах, материалах, отверждаемых ультрафиолетовым излучением, покрытиях, клеях, кожевенной промышленности, производстве химических волокон и бумаги, полиграфии и крашении, а также во многих других областях.

Применение GMA в порошковой окраске

Акриловые порошковые покрытия представляют собой обширную категорию порошковых покрытий, которые в зависимости от используемых отвердителей можно разделить на гидроксиакриловые смолы, карбоксакриловые смолы, глицидилакриловые смолы и амидоакриловые смолы. Среди них глицидилакриловая смола является наиболее распространенной смолой для порошковых покрытий. Из нее можно формировать пленки с помощью таких отвердителей, как полигидроксикислоты, полиамины, полиолы, полигидроксисмолы и гидроксиполиэфирные смолы.

Метилметакрилат, глицидилметакрилат, бутилакрилат и стирол обычно используются для свободнорадикальной полимеризации при синтезе акриловой смолы типа GMA, а в качестве отвердителя используется додецилдиосновная кислота. Полученное акриловое порошковое покрытие обладает хорошими характеристиками. В процессе синтеза в качестве инициаторов можно использовать пероксид бензоила (BPO) и азобисизобутиронитрил (AIBN) или их смеси. Количество GMA оказывает большое влияние на характеристики покрытия. Если его количество слишком мало, степень сшивания смолы низкая, точек сшивания мало, плотность сшивания покрытия недостаточна, а ударопрочность покрытия низкая.

Применение ГМА в модификации полимеров

Благодаря наличию акрилатной двойной связи с более высокой активностью, ГМА может быть привит к полимеру, а эпоксидная группа, содержащаяся в ГМА, может реагировать с различными другими функциональными группами, образуя функционализированный полимер. ГМА может быть привит к модифицированным полиолефинам такими методами, как прививка из раствора, прививка из расплава, прививка в твердой фазе, радиационная прививка и т. д., а также может образовывать функционализированные сополимеры с этиленом, акрилатом и т. д. Эти функционализированные полимеры могут использоваться в качестве упрочняющих агентов для повышения прочности конструкционных пластиков или в качестве компатибилизаторов для улучшения совместимости смесевых систем.

В качестве инициатора для модификации полиолефинов методом прививки с помощью ГМА часто используется дикумилпероксид (ДКП). Также применяются бензоилпероксид (БПО), акриламид (АМ), 2,5-ди-трет-бутилпероксид. В качестве инициаторов можно использовать окси-2,5-диметил-3-гексин (ЛПО) или 1,3-ди-трет-бутилкумолпероксид. Среди них АМ оказывает значительное влияние на снижение деградации полипропилена при использовании в качестве инициатора. Прививка ГМА на полиолефин приводит к изменению структуры полиолефина, что, в свою очередь, вызывает изменение поверхностных, реологических, термических и механических свойств полиолефина. Прививка ГМА на полиолефин увеличивает полярность молекулярной цепи и одновременно повышает полярность поверхности. Следовательно, угол смачивания поверхности уменьшается с увеличением степени прививки. Изменения в структуре полимера после модификации GMA также повлияют на его кристаллические и механические свойства.

Применение ГМА в синтезе УФ-отверждаемой смолы

ГМА может использоваться в синтезе УФ-отверждаемых смол различными способами. Один из методов заключается в том, чтобы сначала получить предполимер, содержащий карбоксильные или аминогруппы в боковой цепи, путем радикальной полимеризации или конденсационной полимеризации, а затем использовать ГМА для реакции с этими функциональными группами с целью введения фоточувствительных групп и получения фотоотверждаемой смолы. В первой сополимеризации можно использовать различные сомономеры для получения полимеров с различными конечными свойствами. Фэн Цзунцай и др. использовали 1,2,4-тримеллитовый ангидрид и этиленгликоль для реакции с целью синтеза гиперразветвленных полимеров, а затем ввели фоточувствительные группы с помощью ГМА для получения фотоотверждаемой смолы с лучшей растворимостью в щелочах. Лу Тинфэн и другие использовали поли-1,4-бутандиол адипат, толуолдиизоцианат, диметилолпропионовую кислоту и гидроксиэтилакрилат для синтеза предполимера с фоточувствительными активными двойными связями, а затем вводили его с помощью GMA. Более светоотверждаемые двойные связи нейтрализовались триэтиламином для получения водорастворимой полиуретан-акрилатной эмульсии.