Glycidyl Methacrylate (GMA) là một monome có cả liên kết đôi acrylate và nhóm epoxy. Liên kết đôi acrylate có độ phản ứng cao, có thể trải qua phản ứng tự trùng hợp và cũng có thể đồng trùng hợp với nhiều monome khác; nhóm epoxy có thể phản ứng với hydroxyl, amino, carboxyl hoặc anhydrit axit, tạo ra nhiều nhóm chức hơn, từ đó mang lại nhiều chức năng hơn cho sản phẩm. Vì vậy, GMA có phạm vi ứng dụng cực kỳ rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ, tổng hợp polyme, biến tính polyme, vật liệu composite, vật liệu đóng rắn bằng tia cực tím, chất phủ, chất kết dính, da, sản xuất giấy sợi hóa học, in ấn và nhuộm, và nhiều lĩnh vực khác.

Ứng dụng GMA trong sơn tĩnh điện

Sơn bột acrylic là một loại sơn bột lớn, có thể được chia thành nhựa acrylic hydroxyl, nhựa acrylic carboxyl, nhựa acrylic glycidyl và nhựa acrylic amido tùy thuộc vào chất đóng rắn được sử dụng. Trong số đó, nhựa acrylic glycidyl là loại nhựa sơn bột được sử dụng phổ biến nhất. Nó có thể được tạo thành màng với các chất đóng rắn như axit hydroxy đa chức, polyamine, polyol, nhựa polyhydroxy và nhựa polyester hydroxy.

Methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, butyl acrylate, styrene thường được sử dụng để tổng hợp nhựa acrylic loại GMA bằng phương pháp trùng hợp gốc tự do, và axit dodecyl dibasic được sử dụng làm chất đóng rắn. Lớp phủ bột acrylic được điều chế có hiệu suất tốt. Quá trình tổng hợp có thể sử dụng benzoyl peroxide (BPO) và azobisisobutyronitrile (AIBN) hoặc hỗn hợp của chúng làm chất khơi mào. Lượng GMA có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của màng phủ. Nếu lượng quá ít, độ liên kết ngang của nhựa thấp, số điểm liên kết ngang khi đóng rắn ít, mật độ liên kết ngang của màng phủ không đủ, và khả năng chống va đập của màng phủ kém.

Ứng dụng GMA trong cải tiến polymer

GMA có thể được ghép vào polyme nhờ sự hiện diện của liên kết đôi acrylate có hoạt tính cao hơn, và nhóm epoxy có trong GMA có thể phản ứng với nhiều nhóm chức khác để tạo thành polyme chức năng hóa. GMA có thể được ghép vào polyolefin biến tính bằng các phương pháp như ghép dung dịch, ghép nóng chảy, ghép pha rắn, ghép bức xạ, v.v., và nó cũng có thể tạo thành các copolyme chức năng hóa với etylen, acrylate, v.v. Các polyme chức năng hóa này có thể được sử dụng làm chất làm tăng độ bền cho nhựa kỹ thuật hoặc làm chất tương hợp để cải thiện khả năng tương thích của hệ thống hỗn hợp.

Chất khơi mào thường được sử dụng để biến tính ghép polyolefin bằng GMA là dicumyl peroxide (DCP). Một số người cũng sử dụng benzoyl peroxide (BPO), acrylamide (AM), 2,5-di-tert-butyl peroxide. Các chất khơi mào như oxy-2,5-dimethyl-3-hexyne (LPO) hoặc 1,3-di-tert-butyl cumene peroxide cũng được sử dụng. Trong số đó, AM có tác dụng đáng kể trong việc giảm sự phân hủy của polypropylen khi được sử dụng làm chất khơi mào. Việc ghép GMA lên polyolefin sẽ dẫn đến sự thay đổi cấu trúc của polyolefin, gây ra sự thay đổi các tính chất bề mặt, tính chất lưu biến, tính chất nhiệt và tính chất cơ học của polyolefin. Polyolefin biến tính ghép GMA làm tăng độ phân cực của chuỗi phân tử và đồng thời làm tăng độ phân cực bề mặt. Do đó, góc tiếp xúc bề mặt giảm khi tỷ lệ ghép tăng. Do những thay đổi trong cấu trúc polymer sau khi biến tính GMA, nó cũng sẽ ảnh hưởng đến các tính chất kết tinh và cơ học của nó.

Ứng dụng GMA trong tổng hợp nhựa đóng rắn bằng tia cực tím

GMA có thể được sử dụng trong tổng hợp nhựa đóng rắn bằng tia cực tím thông qua nhiều con đường tổng hợp khác nhau. Một phương pháp là trước tiên thu được tiền polyme chứa các nhóm carboxyl hoặc amino trên chuỗi bên thông qua phản ứng trùng hợp gốc tự do hoặc trùng hợp ngưng tụ, sau đó sử dụng GMA để phản ứng với các nhóm chức này nhằm đưa các nhóm nhạy sáng vào để thu được nhựa đóng rắn bằng ánh sáng. Trong phản ứng đồng trùng hợp đầu tiên, có thể sử dụng các monome khác nhau để thu được các polyme có tính chất cuối cùng khác nhau. Feng Zongcai và cộng sự đã sử dụng anhydrit 1,2,4-trimellitic và etylen glycol để phản ứng tổng hợp các polyme phân nhánh cao, sau đó đưa các nhóm nhạy sáng vào thông qua GMA để cuối cùng thu được nhựa đóng rắn bằng ánh sáng có độ hòa tan kiềm tốt hơn. Lu Tingfeng và cộng sự đã sử dụng poly-1,4-butanediol adipate, toluene diisocyanate, axit dimethylolpropionic và hydroxyethyl acrylate để tổng hợp trước một tiền polymer có các liên kết đôi hoạt tính nhạy sáng, sau đó đưa thêm các liên kết đôi có thể đóng rắn bằng ánh sáng này vào bằng GMA và trung hòa chúng bằng triethylamine để thu được nhũ tương polyurethane acrylate gốc nước.