Le méthacrylate de glycidyle (GMA) est un monomère possédant à la fois des doubles liaisons acrylate et des groupes époxy. Dotée d'une réactivité élevée, la double liaison acrylate peut subir une réaction d'autopolymérisation et être copolymérisée avec de nombreux autres monomères. Le groupe époxy peut réagir avec les groupes hydroxyle, amino, carboxyle ou anhydride d'acide, introduisant ainsi des groupes fonctionnels supplémentaires et, par conséquent, une fonctionnalité accrue du produit. Le GMA offre ainsi un large éventail d'applications en synthèse organique, synthèse de polymères, modification de polymères, matériaux composites, matériaux durcissables aux ultraviolets, revêtements, adhésifs, cuir, fabrication de papier à base de fibres chimiques, impression et teinture, et bien d'autres domaines.

Application du GMA dans le revêtement en poudre

Les revêtements en poudre acryliques constituent une vaste catégorie de revêtements en poudre, répartis en résines acryliques hydroxylées, acryliques carboxylées, acryliques glycidylées et acryliques amidolées selon les durcisseurs utilisés. Parmi elles, la résine acrylique glycidylée est la plus utilisée. Elle peut être transformée en films avec des durcisseurs tels que les acides hydroxy polyhydriques, les polyamines, les polyols, les résines polyhydroxylées et les résines polyester hydroxylées.

Le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate de glycidyle, l'acrylate de butyle et le styrène sont généralement utilisés pour la polymérisation radicalaire afin de synthétiser la résine acrylique de type GMA. L'acide dodécyldibasique est utilisé comme agent de durcissement. Le revêtement acrylique en poudre ainsi obtenu présente de bonnes performances. Le procédé de synthèse peut utiliser du peroxyde de benzoyle (BPO) et de l'azobisisobutyronitrile (AIBN) ou leurs mélanges comme initiateurs. La quantité de GMA a une grande influence sur les performances du film de revêtement. Une quantité trop faible entraîne un faible degré de réticulation de la résine, un faible nombre de points de réticulation, une densité de réticulation insuffisante et une faible résistance aux chocs.

Application du GMA à la modification des polymères

Le GMA peut être greffé sur le polymère grâce à la présence d'une double liaison acrylate plus active. Le groupe époxy contenu dans le GMA peut réagir avec divers autres groupes fonctionnels pour former un polymère fonctionnalisé. Le GMA peut être greffé sur une polyoléfine modifiée par des méthodes telles que le greffage en solution, le greffage à l'état fondu, le greffage en phase solide, le greffage par irradiation, etc. Il peut également former des copolymères fonctionnalisés avec de l'éthylène, de l'acrylate, etc. Ces polymères fonctionnalisés peuvent être utilisés comme agents de renforcement pour renforcer les plastiques techniques ou comme agents de compatibilité pour améliorer la compatibilité des systèmes de mélanges.

L'initiateur fréquemment utilisé pour la modification par greffage des polyoléfines par GMA est le peroxyde de dicumyle (DCP). On utilise également le peroxyde de benzoyle (BPO), l'acrylamide (AM) et le peroxyde de 2,5-di-tert-butyle. Des initiateurs tels que l'oxy-2,5-diméthyl-3-hexyne (LPO) ou le peroxyde de 1,3-di-tert-butyle cumène sont également utilisés. Parmi eux, l'AM a un effet significatif sur la réduction de la dégradation du polypropylène lorsqu'il est utilisé comme initiateur. Le greffage de GMA sur une polyoléfine entraîne une modification de sa structure, ce qui entraîne une modification des propriétés de surface, rhéologiques, thermiques et mécaniques de la polyoléfine. La polyoléfine modifiée par greffage par GMA augmente la polarité de la chaîne moléculaire et, simultanément, la polarité de surface. Par conséquent, l'angle de contact de surface diminue à mesure que le taux de greffage augmente. Les modifications de la structure du polymère après modification par GMA affectent également ses propriétés cristallines et mécaniques.

Application du GMA dans la synthèse de résines durcissables aux UV

Le GMA peut être utilisé dans la synthèse de résines durcissables aux UV par diverses voies de synthèse. Une méthode consiste à obtenir d'abord un prépolymère contenant des groupes carboxyle ou amino sur la chaîne latérale par polymérisation radicalaire ou par condensation, puis à utiliser le GMA pour réagir avec ces groupes fonctionnels afin d'introduire des groupes photosensibles et d'obtenir une résine photodurcissable. Lors de la première copolymérisation, différents comonomères peuvent être utilisés pour obtenir des polymères aux propriétés finales variées. Feng Zongcai et al. ont utilisé l'anhydride 1,2,4-trimellitique et l'éthylène glycol pour réagir afin de synthétiser des polymères hyperramifiés, puis ont introduit des groupes photosensibles par GMA pour obtenir une résine photodurcissable présentant une meilleure solubilité alcaline. Lu Tingfeng et d'autres ont utilisé du poly-1,4-butanediol adipate, du toluène diisocyanate, de l'acide diméthylolpropionique et de l'acrylate d'hydroxyéthyle pour synthétiser d'abord un prépolymère avec des doubles liaisons actives photosensibles, puis l'introduire via GMA. D'autres doubles liaisons photopolymérisables sont neutralisées par la triéthylamine pour obtenir une émulsion d'acrylate de polyuréthane à base d'eau.