Glycidylmetakrylat (GMA) är en monomer med både akrylatdubbelbindningar och epoxigrupper. Akrylatdubbelbindningar har hög reaktivitet, kan genomgå självpolymerisationsreaktion och kan även sampolymeriseras med många andra monomerer; epoxigrupper kan reagera med hydroxyl, amino, karboxyl eller syraanhydrid, vilket introducerar fler funktionella grupper och därigenom ger produkten mer funktionalitet. Därför har GMA ett extremt brett användningsområde inom organisk syntes, polymersyntes, polymermodifiering, kompositmaterial, ultravioletthärdande material, beläggningar, lim, läder, papperstillverkning av kemiska fibrer, tryckning och färgning och många andra områden.

Användning av GMA i pulverlackering

Akrylpulverbeläggningar är en stor kategori av pulverbeläggningar, som kan delas in i hydroxylakrylhartser, karboxylakrylhartser, glycidylakrylhartser och amidoakrylhartser beroende på de olika härdningsmedlen som används. Bland dem är glycidylakrylharts det mest använda pulverbeläggningshartset. Det kan formas till filmer med härdningsmedel som flervärda hydroxisyror, polyaminer, polyoler, polyhydroxihartser och hydroxipolyesterhartser.

Metylmetakrylat, glycidylmetakrylat, butylakrylat och styren används vanligtvis för fri radikalpolymerisation för att syntetisera akrylharts av GMA-typ, och dodecyldibasisk syra används som härdningsmedel. Den framställda akrylpulverbeläggningen har god prestanda. Syntesprocessen kan använda bensoylperoxid (BPO) och azobisisobutyronitril (AIBN) eller deras blandningar som initiatorer. Mängden GMA har stor inverkan på beläggningsfilmens prestanda. Om mängden är för liten är hartsets tvärbindningsgrad låg, härdningstvärbindningspunkterna få, beläggningsfilmens tvärbindningsdensitet är inte tillräcklig och beläggningsfilmens slagtålighet är dålig.

Tillämpning av GMA vid polymermodifiering

GMA kan ympas på polymeren tack vare närvaron av en akrylatdubbelbindning med högre aktivitet, och epoxigruppen i GMA kan reagera med en mängd andra funktionella grupper för att bilda en funktionaliserad polymer. GMA kan ympas på modifierad polyolefin med metoder som lösningsympning, smältympning, fastfasympning, strålningsympning etc., och det kan också bilda funktionaliserade sampolymerer med etylen, akrylat etc. Dessa funktionaliserade polymerer kan användas som härdningsmedel för att härda tekniska plaster eller som kompatibiliseringsmedel för att förbättra kompatibiliteten hos blandningssystem.

Initiatorn som ofta används för ympmodifiering av polyolefin med GMA är dikumylperoxid (DCP). Vissa använder även bensoylperoxid (BPO), akrylamid (AM) och 2,5-di-tert-butylperoxid. Initiatorer som oxi-2,5-dimetyl-3-hexyn (LPO) eller 1,3-di-tert-butylkumenperoxid. Bland dessa har AM en betydande effekt på att minska nedbrytningen av polypropen när den används som initiator. Ympning av GMA på polyolefin leder till en förändring av polyolefinstrukturen, vilket orsakar förändringar av polyolefinens ytegenskaper, reologiska egenskaper, termiska egenskaper och mekaniska egenskaper. GMA-ympmodifierad polyolefin ökar polariteten i molekylkedjan och ökar samtidigt ytpolariteten. Därför minskar ytkontaktvinkeln när ympningshastigheten ökar. På grund av förändringarna i polymerstrukturen efter GMA-modifiering kommer det också att påverka dess kristallina och mekaniska egenskaper.

Tillämpning av GMA i syntesen av UV-härdande harts

GMA kan användas vid syntes av UV-härdande hartser genom en mängd olika syntetiska vägar. En metod är att först erhålla en prepolymer innehållande karboxyl- eller aminogrupper på sidokedjan genom radikalpolymerisation eller kondensationspolymerisation, och sedan använda GMA för att reagera med dessa funktionella grupper för att introducera ljuskänsliga grupper för att erhålla ett ljushärdbart harts. I den första sampolymerisationen kan olika sammonomerer användas för att erhålla polymerer med olika slutliga egenskaper. Feng Zongcai et al. använde 1,2,4-trimellitsyraanhydrid och etylenglykol för att reagera för att syntetisera hyperförgrenade polymerer, och introducerade sedan ljuskänsliga grupper genom GMA för att slutligen erhålla ett ljushärdbart harts med bättre alkalilöslighet. Lu Tingfeng och andra använde poly-1,4-butandioladipat, toluendiisocyanat, dimetylolpropionsyra och hydroxietylakrylat för att först syntetisera en prepolymer med ljuskänsliga aktiva dubbelbindningar, och sedan introducera den genom GMA. Fler ljushärdande dubbelbindningar neutraliseras med trietylamin för att erhålla vattenburen polyuretanakrylatemulsion.