有机无机复材通常具有机械强化、阻气、阻燃之效果,但其耐候特性却不见得有所提升,过去对于有机高分子于紫外光下之耐候特性缺乏深入的探讨研究。文献中认为无机填料之导入不会帮助耐候性提升,却可达到阻/隔燃之效果。利用层状水滑石(LDH;Layered double hydroxide)与环氧树脂或聚醯亚胺复材可提高机械性能;而有机界面活性剂除可插层、脱层与分散外,亦可作为高分子兼容剂。
透过共沉淀法合成锌铝(2:1)水滑石,导入界面活性剂SPMA (3-sulfopropyl methacrylate potassium salt)并调整pH值由11到5,XRD显示降低pH值会提高低度结晶方向(001)相之比例,但其吸收峰位置不变,为有序板(层状)构型,而当pH<5时SPMA无法作用。在起始剂BPO作用下(0.1 wt%),进行块状(bulk)聚合5~15 wt% 含量之SPMA/LDH/PS,IR显示起始剂吸收峰1,720与1,270 cm-1降低至与标准PS吸收强度即反应完成,其XRD显示2θ角在10与20度间为半结晶态,水滑石层间为2.52 nm,TEM显示LDH为长度100 nm之束状均匀插层分散状态。导入LDH时其Tg随之提高,当含量>10 wt%,因分散不佳或无机迁移性提高,其可塑性随之降低,GPC显示PS高分子的Mw在340,000~430,000,polyindex为2.1~2.2,不因加入水滑石而受影响。
试片经紫外光照射后,其IR吸收光谱改变,1,500~1,900 cm-1之吸收峰变宽广、变大,透过SF4及NH3气体热处理后,发现主要光产物为乙酰苯、芳香环末端酮、苯酐、苯酸、脂肪酸氢键、苯甲醛、脂肪族酮与醇类过氧化物,而复材SPMA/LDH:PS显示一致结果,即LDH不影响聚苯乙烯的氧化机制。此复材之光氧化裂解速率可由IR吸收1,725 cm-1及紫外光吸收350 nm来比较之,添加过量水滑石(15 wt%)的光安定性最差,但5 wt%又较10 wt%具稍高氧化速率。因此透过光安定剂及抗氧化剂之导入的协效作用来调控氧化速率,达到有效的应用物性是必要的。