Il glicidil metacrilato (GMA) è un monomero avente sia doppi legami acrilati che gruppi epossidici. Il doppio legame dell'acrilato ha un'elevata reattività, può subire una reazione di autopolimerizzazione e può anche essere copolimerizzato con molti altri monomeri; il gruppo epossidico può reagire con l'idrossile, l'ammino, il carbossile o l'anidride acida, introducendo più gruppi funzionali, apportando così maggiore funzionalità al prodotto. Pertanto, GMA ha una gamma estremamente ampia di applicazioni nella sintesi organica, sintesi polimerica, modifica dei polimeri, materiali compositi, materiali di polimerizzazione a raggi ultravioletti, rivestimenti, adesivi, pelle, fabbricazione di carta con fibre chimiche, stampa e tintura e molti altri campi.

Applicazione di GMA nella verniciatura a polvere

I rivestimenti in polvere acrilica sono un'ampia categoria di rivestimenti in polvere, che possono essere suddivisi in resine idrossiacriliche, resine carbossil-acriliche, resine glicidil-acriliche e resine ammido-acriliche a seconda dei diversi agenti indurenti utilizzati. Tra questi, la resina glicidil-acrilica è la resina di rivestimento in polvere più utilizzata. Può essere formato in film con agenti indurenti come poliidrossiacidi, poliammine, polioli, resine poliidrossiliche e resine idrossipoliestere.

Metil metacrilato, glicidil metacrilato, butil acrilato, stirene vengono solitamente utilizzati per la polimerizzazione a radicali liberi per sintetizzare la resina acrilica di tipo GMA e l'acido dodecil dibasico viene utilizzato come agente indurente. Il rivestimento in polvere acrilica preparato ha buone prestazioni. Il processo di sintesi può utilizzare come iniziatori il perossido di benzoile (BPO) e l'azobisisobutirronitrile (AIBN) o loro miscele. La quantità di GMA ha una grande influenza sulle prestazioni del film di rivestimento. Se la quantità è troppo piccola, il grado di reticolazione della resina è basso, i punti di reticolazione dell'indurimento sono pochi, la densità di reticolazione della pellicola di rivestimento non è sufficiente e la resistenza all'urto della pellicola di rivestimento è scarsa.

Applicazione del GMA nella modificazione dei polimeri

GMA può essere innestato sul polimero grazie alla presenza di un doppio legame acrilato con attività maggiore e il gruppo epossidico contenuto in GMA può reagire con una varietà di altri gruppi funzionali per formare un polimero funzionalizzato. GMA può essere innestato su poliolefina modificata mediante metodi come innesto in soluzione, innesto in fusione, innesto in fase solida, innesto a radiazione, ecc. e può anche formare copolimeri funzionalizzati con etilene, acrilato, ecc. Questi polimeri funzionalizzati possono essere utilizzati come agenti tenacizzanti per rinforzare i tecnopolimeri o come compatibilizzanti per migliorare la compatibilità dei sistemi di miscelazione.

L'iniziatore frequentemente utilizzato per la modifica dell'innesto della poliolefina mediante GMA è il perossido di dicumile (DCP). Alcune persone usano anche il perossido di benzoile (BPO), l'acrilammide (AM), il perossido di 2,5-di-tert-butile. Iniziatori come ossi-2,5-dimetil-3-esine (LPO) o 1,3-di-tert-butil cumene perossido. Tra questi, l’AM ha un effetto significativo nel ridurre la degradazione del polipropilene quando utilizzato come iniziatore. L'innesto di GMA sulla poliolefina porterà al cambiamento della struttura della poliolefina, che causerà il cambiamento delle proprietà superficiali, delle proprietà reologiche, delle proprietà termiche e delle proprietà meccaniche della poliolefina. La poliolefina modificata con innesto GMA aumenta la polarità della catena molecolare e allo stesso tempo aumenta la polarità superficiale. Pertanto, l'angolo di contatto superficiale diminuisce all'aumentare della velocità di innesto. A causa dei cambiamenti nella struttura del polimero dopo la modifica GMA, ciò influenzerà anche le sue proprietà cristalline e meccaniche.

Applicazione di GMA nella sintesi di resina polimerizzabile UV

GMA può essere utilizzato nella sintesi di resine polimerizzabili con raggi UV attraverso una varietà di percorsi sintetici. Un metodo consiste nell'ottenere prima un prepolimero contenente gruppi carbossilici o amminici sulla catena laterale attraverso la polimerizzazione radicalica o la polimerizzazione per condensazione, quindi utilizzare GMA per reagire con questi gruppi funzionali per introdurre gruppi fotosensibili per ottenere una resina fotoinduribile. Nella prima copolimerizzazione si possono utilizzare comonomeri diversi per ottenere polimeri con proprietà finali diverse. Feng Zongcai et al. ha utilizzato anidride 1,2,4-trimellitica e glicole etilenico per reagire per sintetizzare polimeri iperramificati, quindi ha introdotto gruppi fotosensibili tramite GMA per ottenere infine una resina fotoinduribile con una migliore solubilità alcalina. Lu Tingfeng e altri hanno utilizzato poli-1,4-butandiolo adipato, toluene diisocianato, acido dimetilolpropionico e idrossietil acrilato per sintetizzare prima un prepolimero con doppi legami attivi fotosensibili e quindi introdurlo attraverso GMA. Altri doppi legami fotopolimerizzabili vengono neutralizzati dalla trietilammina per ottenere un'emulsione di poliuretano acrilato a base acquosa.