Metakrylan glicydylu (GMA) to monomer posiadający zarówno podwójne wiązania akrylanowe, jak i grupy epoksydowe. Podwójne wiązanie akrylanowe ma wysoką reaktywność, może ulegać reakcji samopolimeryzacji, a także może być kopolimeryzowane z wieloma innymi monomerami; grupa epoksydowa może reagować z grupą hydroksylową, aminową, karboksylową lub bezwodnikiem kwasowym, wprowadzając więcej grup funkcyjnych, zwiększając w ten sposób większą funkcjonalność produktu. Dlatego GMA ma niezwykle szeroki zakres zastosowań w syntezie organicznej, syntezie polimerów, modyfikacji polimerów, materiałach kompozytowych, materiałach utwardzanych ultrafioletem, powłokach, klejach, skórze, produkcji papieru z włókien chemicznych, drukowaniu i farbowaniu oraz w wielu innych dziedzinach.

Zastosowanie GMA w malowaniu proszkowym

Akrylowe powłoki proszkowe to duża kategoria powłok proszkowych, którą można podzielić na żywice hydroksyakrylowe, żywice karboksyloakrylowe, żywice glicydylowo-akrylowe i żywice amidoakrylowe w zależności od różnych stosowanych utwardzaczy. Wśród nich najczęściej stosowaną żywicą do powlekania proszkowego jest żywica glicydylowo-akrylowa. Można go formować w folie za pomocą środków utwardzających, takich jak wielowodorotlenowe hydroksykwasy, poliaminy, poliole, żywice polihydroksylowe i żywice hydroksypoliestrowe.

Metakrylan metylu, metakrylan glicydylu, akrylan butylu, styren są zwykle stosowane do polimeryzacji wolnorodnikowej w celu syntezy żywicy akrylowej typu GMA, a jako środek utwardzający stosuje się kwas dodecylodizasadowy. Przygotowana akrylowa powłoka proszkowa ma dobrą wydajność. W procesie syntezy jako inicjatory można wykorzystać nadtlenek benzoilu (BPO) i azobisizobutyronitryl (AIBN) lub ich mieszaniny. Ilość GMA ma duży wpływ na działanie powłoki. Jeśli ilość jest zbyt mała, stopień usieciowania żywicy jest niski, punkty sieciowania podczas utwardzania są nieliczne, gęstość usieciowania powłoki powłokowej jest niewystarczająca, a odporność powłoki powłokowej na uderzenia jest słaba.

Zastosowanie GMA w modyfikacji polimerów

GMA można zaszczepić na polimerze ze względu na obecność podwójnego wiązania akrylanu o wyższej aktywności, a grupa epoksydowa zawarta w GMA może reagować z wieloma innymi grupami funkcyjnymi, tworząc funkcjonalizowany polimer. GMA można szczepić na modyfikowanej poliolefinie metodami takimi jak szczepienie w roztworze, szczepienie w stopie, szczepienie w fazie stałej, szczepienie radiacyjne itp., a także może tworzyć funkcjonalizowane kopolimery z etylenem, akrylanem itp. Te funkcjonalizowane polimery można stosować jako środki utwardzające do utwardzania tworzyw konstrukcyjnych lub jako kompatybilizatory poprawiające kompatybilność systemów mieszanek.

Inicjatorem często stosowanym do modyfikacji szczepienia poliolefiny metodą GMA jest nadtlenek dikumylu (DCP). Niektórzy stosują także nadtlenek benzoilu (BPO), akrylamid (AM), nadtlenek 2,5-di-tert-butylu. Inicjatory takie jak oksy-2,5-dimetylo-3-heksyn (LPO) lub nadtlenek 1,3-di-tert-butylokumenu. Wśród nich AM ma znaczący wpływ na zmniejszenie degradacji polipropylenu stosowanego jako inicjator. Szczepienie GMA na poliolefinie będzie prowadzić do zmiany struktury poliolefiny, co spowoduje zmianę właściwości powierzchniowych poliolefiny, właściwości reologicznych, właściwości termicznych i właściwości mechanicznych. Poliolefina modyfikowana szczepieniem GMA zwiększa polarność łańcucha molekularnego i jednocześnie zwiększa polarność powierzchni. Dlatego kąt zwilżania powierzchni zmniejsza się wraz ze wzrostem szybkości szczepienia. Ze względu na zmiany w strukturze polimeru po modyfikacji GMA, będzie to miało wpływ również na jego właściwości krystaliczne i mechaniczne.

Zastosowanie GMA w syntezie żywic utwardzalnych promieniami UV

GMA można stosować w syntezie żywic utwardzalnych promieniowaniem UV różnymi drogami syntezy. Jedną z metod jest najpierw otrzymanie prepolimeru zawierającego grupy karboksylowe lub aminowe w łańcuchu bocznym poprzez polimeryzację rodnikową lub polimeryzację kondensacyjną, a następnie użycie GMA do reakcji z tymi grupami funkcyjnymi w celu wprowadzenia grup światłoczułych w celu otrzymania żywicy fotoutwardzalnej. W pierwszej kopolimeryzacji można zastosować różne komonomery, aby otrzymać polimery o różnych właściwościach końcowych. Feng Zongcai i in. zastosował bezwodnik 1,2,4-trimellitowy i glikol etylenowy do reakcji w celu syntezy hiperrozgałęzionych polimerów, a następnie wprowadził grupy światłoczułe poprzez GMA, aby ostatecznie uzyskać fotoutwardzalną żywicę o lepszej rozpuszczalności w zasadach. Lu Tingfeng i inni zastosowali adypinian poli-1,4-butanodiolu, diizocyjanian toluenu, kwas dimetylolopropionowy i akrylan hydroksyetylu, aby najpierw zsyntetyzować prepolimer z fotoczułymi aktywnymi wiązaniami podwójnymi, a następnie wprowadzić go za pomocą GMA. Więcej światłoutwardzalnych wiązań podwójnych jest neutralizowanych przez trietyloaminę do otrzymać wodorozcieńczalną emulsję poliuretanowo-akrylanową.