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簡(jiǎn)述水滑石/聚苯乙烯復(fù)材的光氧化行為

2011-08-06   瀏覽次數(shù):695

有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)材通常具有機(jī)械強(qiáng)化、阻氣、阻燃之效果,但其耐候特性卻不見(jiàn)得有所提升,過(guò)去對(duì)于有機(jī)高分子于紫外光下之耐候特性缺乏深入的探討研究。文獻(xiàn)中認(rèn)為無(wú)機(jī)填料之導(dǎo)入不會(huì)幫助耐候性提升,卻可達(dá)到阻/隔燃之效果。利用層狀水滑石(LDH;Layered double hydroxide)與環(huán)氧樹(shù)脂或聚醯亞胺復(fù)材可提高機(jī)械性能;而有機(jī)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(guò)共沉淀法合成鋅鋁(2:1)水滑石,導(dǎo)入界面活性劑SPMA (3-sulfopropyl methacrylate potassium salt)并調(diào)整pH值由11到5,XRD顯示降低pH值會(huì)提高低度結(jié)晶方向(001)相之比例,但其吸收峰位置不變,為有序板(層狀)構(gòu)型,而當(dāng)pH<5時(shí)SPMA無(wú)法作用。在起始劑BPO作用下(0.1 wt%),進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)PS吸收強(qiáng)度即反應(yīng)完成,其XRD顯示2θ角在10與20度間為半結(jié)晶態(tài),水滑石層間為2.52 nm,TEM顯示LDH為長(zhǎng)度100 nm之束狀均勻插層分散狀態(tài)。導(dǎo)入LDH時(shí)其Tg隨之提高,當(dāng)含量>10 wt%,因分散不佳或無(wú)機(jī)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(jīng)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(guò)SF4及NH3氣體熱處理后,發(fā)現(xiàn)主要光產(chǎn)物為乙酰苯、芳香環(huán)末端酮、苯酐、苯酸、脂肪酸氫鍵、苯甲醛、脂肪族酮與醇類過(guò)氧化物,而復(fù)材SPMA/LDH:PS顯示一致結(jié)果,即LDH不影響聚苯乙烯的氧化機(jī)制。此復(fù)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(lái)比較之,添加過(guò)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(guò)光安定劑及抗氧化劑之導(dǎo)入的協(xié)效作用來(lái)調(diào)控氧化速率,達(dá)到有效的應(yīng)用物性是必要的。

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