Glycidylmetakrylát (GMA) je monomér, ktorý má akrylátové dvojité väzby aj epoxidové skupiny. Akrylátová dvojitá väzba má vysokú reaktivitu, môže podliehať samopolymerizačnej reakcii a môže byť tiež kopolymerizovaná s mnohými inými monomérmi; epoxidová skupina môže reagovať s hydroxylovou, amino, karboxylovou alebo anhydridovou skupinou kyseliny, čím zavádza viac funkčných skupín, a tým dodáva produktu viac funkčnosti. Preto má GMA mimoriadne široké uplatnenie v organickej syntéze, syntéze polymérov, modifikácii polymérov, kompozitných materiáloch, ultrafialovo vytvrdzovaných materiáloch, náteroch, lepidlách, koži, výrobe chemických vlákien, tlači a farbení a mnohých ďalších oblastiach.

Aplikácia GMA v práškovom lakovaní

Akrylové práškové nátery sú veľkou kategóriou práškových náterov, ktoré možno rozdeliť na hydroxylakrylové živice, karboxylakrylové živice, glycidylakrylové živice a amidoakrylové živice podľa použitých rôznych vytvrdzovacích činidiel. Glycidylakrylová živica je najpoužívanejšou práškovou náterovou živicou. Môže sa tvarovať do filmov pomocou vytvrdzovacích činidiel, ako sú viacsýtne hydroxykyseliny, polyamíny, polyoly, polyhydroxyživice a hydroxypolyesterové živice.

Na polymerizáciu voľnými radikálmi na syntézu akrylovej živice typu GMA sa zvyčajne používa metylmetakrylát, glycidylmetakrylát, butylakrylát a styrén a ako vytvrdzovacie činidlo sa používa kyselina dodecyldibázová. Pripravený akrylový práškový náter má dobrý výkon. V procese syntézy sa ako iniciátory môže použiť benzoylperoxid (BPO) a azobisizobutyronitril (AIBN) alebo ich zmesi. Množstvo GMA má veľký vplyv na výkonnosť náterového filmu. Ak je množstvo príliš malé, stupeň zosieťovania živice je nízky, body zosieťovania pri vytvrdzovaní sú malé, hustota zosieťovania náterového filmu nie je dostatočná a odolnosť náterového filmu voči nárazu je nízka.

Aplikácia GMA v modifikácii polymérov

GMA sa môže naočkovať na polymér vďaka prítomnosti akrylátovej dvojitej väzby s vyššou aktivitou a epoxidová skupina obsiahnutá v GMA môže reagovať s rôznymi ďalšími funkčnými skupinami za vzniku funkcionalizovaného polyméru. GMA sa môže naočkovať na modifikovaný polyolefín metódami, ako je štepenie v roztoku, štepenie v tavenine, štepenie v pevnej fáze, radiačné štepenie atď., a môže tiež tvoriť funkcionalizované kopolyméry s etylénom, akrylátom atď. Tieto funkcionalizované polyméry sa môžu použiť ako vytvrdzovacie činidlá na spevnenie technických plastov alebo ako kompatibilizátory na zlepšenie kompatibility zmesových systémov.

Iniciátor často používaný na modifikáciu polyolefínu štepením pomocou GMA je dikumylperoxid (DCP). Niektorí ľudia používajú aj benzoylperoxid (BPO), akrylamid (AM), 2,5-di-terc-butylperoxid. Iniciátory ako oxy-2,5-dimetyl-3-hexín (LPO) alebo 1,3-di-terc-butylkuménperoxid. Spomedzi nich má AM významný vplyv na zníženie degradácie polypropylénu, keď sa použije ako iniciátor. Štepenie GMA na polyolefín vedie k zmene štruktúry polyolefínu, čo spôsobí zmenu povrchových vlastností polyolefínu, reologických vlastností, tepelných vlastností a mechanických vlastností. Štepený polyolefín modifikovaný GMA zvyšuje polaritu molekulárneho reťazca a zároveň zvyšuje polaritu povrchu. Preto sa povrchový kontaktný uhol znižuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou štepenia. V dôsledku zmien v štruktúre polyméru po modifikácii GMA to ovplyvní aj jeho kryštalické a mechanické vlastnosti.

Aplikácia GMA pri syntéze UV ​​vytvrditeľnej živice

GMA sa môže použiť pri syntéze UV ​​vytvrditeľných živíc rôznymi syntetickými cestami. Jednou z metód je najprv získať prepolymér obsahujúci karboxylové alebo aminoskupiny na bočnom reťazci radikálovou polymerizáciou alebo kondenzačnou polymerizáciou a potom použiť GMA na reakciu s týmito funkčnými skupinami za účelom zavedenia fotocitlivých skupín, čím sa získa fotovytvrditeľná živica. Pri prvej kopolymerizácii sa môžu použiť rôzne komonoméry na získanie polymérov s rôznymi konečnými vlastnosťami. Feng Zongcai a kol. použili anhydrid kyseliny 1,2,4-trimellitovej a etylénglykol na reakciu za účelom syntézy hyperrozvetvených polymérov a potom zaviedli fotocitlivé skupiny prostredníctvom GMA, aby nakoniec získali fotovytvrditeľnú živicu s lepšou rozpustnosťou v zásadách. Lu Tingfeng a kol. použili poly-1,4-butándiol adipát, toluéndiizokyanát, kyselinu dimetylolpropiónovú a hydroxyetylakrylát na najprv syntézu prepolyméru s fotocitlivými aktívnymi dvojitými väzbami a potom ho zaviedli prostredníctvom GMA. Ďalšie svetlom vytvrditeľné dvojité väzby sa neutralizujú trietylamínom, čím sa získa vodná polyuretánakrylátová emulzia.