有機無機復材通常具有機械強化、阻氣、阻燃之效果,但其耐候特性卻不見得有所提升,過去對于有機高分子于紫外光下之耐候特性缺乏深入的探討研究。文獻中認為無機填料之導入不會幫助耐候性提升,卻可達到阻/隔燃之效果。利用層狀水滑石(LDH;Layered double hydroxide)與環氧樹脂或聚醯亞胺復材可提高機械性能;而有機界面活性劑除可插層、脫層與分散外,亦可作為高分子兼容劑。
透過共沉淀法合成鋅鋁(2:1)水滑石,導入界面活性劑SPMA (3-sulfopropyl methacrylate potassium salt)并調整pH值由11到5,XRD顯示降低pH值會提高低度結晶方向(001)相之比例,但其吸收峰位置不變,為有序板(層狀)構型,而當pH<5時SPMA無法作用。在起始劑BPO作用下(0.1 wt%),進行塊狀(bulk)聚合5~15 wt% 含量之SPMA/LDH/PS,IR顯示起始劑吸收峰1,720與1,270 cm-1降低至與標準PS吸收強度即反應完成,其XRD顯示2θ角在10與20度間為半結晶態,水滑石層間為2.52 nm,TEM顯示LDH為長度100 nm之束狀均勻插層分散狀態。導入LDH時其Tg隨之提高,當含量>10 wt%,因分散不佳或無機遷移性提高,其可塑性隨之降低,GPC顯示PS高分子的Mw在340,000~430,000,polyindex為2.1~2.2,不因加入水滑石而受影響。
試片經紫外光照射后,其IR吸收光譜改變,1,500~1,900 cm-1之吸收峰變寬廣、變大,透過SF4及NH3氣體熱處理后,發現主要光產物為乙酰苯、芳香環末端酮、苯酐、苯酸、脂肪酸氫鍵、苯甲醛、脂肪族酮與醇類過氧化物,而復材SPMA/LDH:PS顯示一致結果,即LDH不影響聚苯乙烯的氧化機制。此復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來比較之,添加過量水滑石(15 wt%)的光安定性最差,但5 wt%又較10 wt%具稍高氧化速率。因此透過光安定劑及抗氧化劑之導入的協效作用來調控氧化速率,達到有效的應用物性是必要的。