磁性高分子复合材料的现状与发展.pdf
1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/年第卷第期化工纵横日磁性高分子复合材料的现状与发展郭军王新伟关李青山邢丽华“麻晓雷“黑化集团物质 中心齐齐哈尔大学材料研究院 黑龙江二二浙江黄岩百得塑业有限公司浙江黄岩模具二厂塑料分厂摘要磁性高分子的发现证明了高分子材料具有无机物的项专有特性,即金属导 电性,超导性和 强磁性。磁性高分子 的 出现是高分子材料领域的一个重大突破,在 理论上为人 们认识 磁性 理论,从而由分子设计,化学合成入手,展 开了一系列研究发展,并取得了一定 的研究成果。关键词高分子复合材料发展自由基世 纪年 代 中期 出现了新 的交叉 学科有机和高分子磁学。前苏联 的科学家,西班 牙 的。,日本 的。,法国的等为此作出了巨大的贡献川。磁性高分子材料是世纪年代末发 展起来 的新型功能材 料,按组 成分为结构型和复合型两大类。高分子磁性材料自由基聚合物纯有机磁性高分子二、研联型结构型哎金属配合聚合物金属有机磁性高分于悦日顿型“二茂金属化合物复合型铁氧体类稀土类结构型高分子磁性 材料 是指分子本身具有强磁性的聚合 物主要 为一些 多 自由基 聚合物和金 属配合聚合 物,如聚双炔和聚炔类聚合物,含氮基团取代苯衍生物 的聚合物,聚丙烯热解产物等。复合型高分子磁性材料是指以高分子树脂为基体,加人各种磁粉经混合成型而制得 的具有 磁 性 的复合体系。基体树脂可根据实际需要选用不 同的聚合物,采用磁性填料主要两大类铁氧体类和稀土类。铁氧体类 如钡铁氧体,铭铁氧体等。以选 用单粒子 半径大,磁各项异性常数大 的惚铁氧体磁粉为佳。稀土类,如,处,等,钞口铁硼等。铆铁硼是目前最强 的磁铁,其最大磁能积已达到。象。分子场理论 的基础是 分 子 场假说和磁畴假 说。若干未成对电子 自旋相同而排列,可 形成磁畴,从而产生磁性。聚合物材料 的 电子磁性分为种 逆磁性,顺磁性,铁磁 性及其它 磁 性。无论分子 是否具有永 久 磁距,在磁场 中都要 产生与磁 场方向相反的诱导磁距,这是材料表现逆磁性的原因,是物质的本质。自旋顺磁性与未成对的 电子 的存在有关。电子 自身是一个磁偶极,没有构成 电子 对的分子为永久磁偶极,此即顺磁性分子,其磁化率为正值。当磁偶极具有不 同定向的小区时,称为铁磁性图。合成有价值的磁性高分子 的设计准则含未成对电子的分子 间能产生铁磁相互作用,达到 自旋有序化分子 中应有高 自旋态的苯基若使两个金 属离子 间结 合一个不含未成对 电子的有机基团,则可引起磁性离子间的超交换作用而获铁磁体按电荷转移模式设计的对称 取代二茂金属及稠环化合物,与受体四氰 基乙烯,四氰 基二亚 甲基苯 酿,二氯二氰基苯醒,凡四氟代等作用 可生成 电荷转移盐铁磁体圈。恒磁性和铁磁性材料 的磁性,主要来源于电子 自旋磁 矩,在顺 磁 性理论基础 上提出了分子场理论,可以定性的解 释铁磁材料 的 自发磁化现所谓纯有机磁性高分子是指高分子 中不含任何金属,仅由,等组成的磁性高分子。,二炔烃类衍生物的聚合物这类聚合物是 由 夕年前苏联莫斯科化学物理研究所等设想的将含有自由基 的单体 聚合,使自由基稳定通过 主链 的传递藕合作用,再使 自 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/化工纵横一年第卷第期脚蜘趣由基未配对 电子 间产生铁自旋藕合而获得宏观磁性高分子。例如,双,一四甲基一一经基一氧 自由基毗陡丁二炔简称 聚,其结构为洲装火、火兰一三维高分子化合 物。这类 高分子是 最有 希望获得 实用价值的金属有机配合物磁性高分子之一。研究表明,该磁性高分子在左右 出现链内链相互作用,时,结构为反铁磁性,结构为铁磁性。的结构 是 在许多地方都有介 绍,但合 成非常困难,所以到现 在还 没有合成三维铁磁 性高分子。结构式在下 聚合 物制得 黑 色粉末 状 的 班,打开三键构成乙炔主键,分 子 中存 在 三键也有 双键,形成大的二键系统,这种 聚合物,有 的有导 电性,有 的有非线性,光学性及 电子 自旋产生 的强磁性,与结构类似的还有,。电荷转换配合物属 于这类 的聚合物的有,一六甲基氧基均三联苯和凡生 成 的 电荷转换配合物。它们的结构式为幸六、寸二反铁磁性阴铁磁 性二反铁磁性,铁磁性等合成了二硫 化草 酸桥联 配体为交替排列 的双金属有机配合物闭,其结构式下所示、卞犷卢丫川久凡丫畔八川、苦口丫叫人价火才,、在一以上 不 稳 定,但 与凡凡形成的电荷转移配合物,室 温下即稳定。掺杂剂 为凡,等。制得 的一一,二。一有高自旋密度。叽一一且希夫碱型金属有机配合磁性高分子其中最 引人注目的是的一型高分子铁磁 体。年,美国的和得 到玩。的黑 色磁性 物 质一聚双一,一毗陡辛二胺硫酸亚铁即一,结构式如下所示,并发现该物质在降温下有很强 的铁磁性,世纪年代,。等 改进了合成方法,合成 出可与磁铁相匹敌的一型高分子铁磁体。卒。了、百干、二,。份决卜尸万矛才火二,桥联型金属有机配合物磁性高分子金属有机配合物 的有 序排列及 聚合是 设计实用性金属有机高分子配合物铁磁体 的关键。因此,许多科学家在此方 面作了很多工 作,其中,最为著名 的是等人利用金属离子间容易产生反铁磁性相互作用 的特点,设计有 不同多 重态 金 属 离 子交替排列,含和的金 属有 机高分子 配合物,并得 到一结构 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/国冤翔翅年第卷第期化工纵横自年以来,我国发展 了一条与日本人等 昂贵的方法完全不 同的合成路线,成功的研制出多种常温稳定 的磁性高分子磁体,并将在军工,航天,和微波通讯领域获得广泛 的应用。由于费用 十分昂贵,不宜在我国广泛发展。低密度可任意加工的磁性高分子的诞生,可实现生物体中的药物定向输送和大大提高疗效,并有可能引起医疗事业 的一场变革。低磁损高频、微波通讯器件的开发今年来,低磁损的高频、微波通讯 电子器件的开发已为世人瞩目,目前,四川师范大学已用铁磁性材料制作了多种军用和民用 电子器件。展望软磁性高分子复合材料指 磁 性金 属粒子分散在非导体聚合物 中,可以减少高频涡流损耗,提高应用频率,同时利用现有 的塑料 工程技术,复合材料可以注塑造成复杂形状 的磁体,具有密度小,重量轻,产率高,成本低,产品重复性和性能一致性好,缺点是 由于粒子 间被有机物分开,磁 路隔断,因而具有比合金 和铁氧体材料低得多 的磁导率。,应用高储存信息的新一代记忆材料利用磁性高分子有可能成膜等特点,在亚分子水平上形成均质的高分子磁膜,可大大提高磁记录密度,以开发高存信息 的光盘和磁带等功能记忆材料。轻质、宽带微波吸收剂磁性高分子与导 电材料复合可制成电、磁双损型轻质、宽带微波吸波剂,这在航天、电磁屏蔽和隐身材料等方面获得重要用途。磁控传感器 的开发利用磁场变化控制温度、溶剂和气体等的传感器件以及受光、热控制 的新型电磁流体的开发是磁性高分子重要 的应用方向。生物体中的药物定 向输送以高分子化学和无机磁学 为基础发展起来 的磁性高分子,是两者相互渗透交叉 的新 学科,它 打破了高分子和无机磁学 的传统界限,成为近年来化学和物理学 的前沿研究新领域,它 的发现,证 明了高分子也具有屋脊物的项专有特性,即导 电性、超导性和 强磁性,磁性高分子 的出现,是高分子领域的一个重大突破。利用磁性高分子 的许多新颖性技术参数和良好的缩波性,可设计出各种小微带天线、微波网络、微带电路和微带元器件。若能突破它的研制设计技术,将对我 国现代雷达技术,卫星通信,移动通信,舰船、装甲或武器装备以及侦察遥控技术产生重要影响民“。参考文献赵见高,王常生,孙克金属 功能材料,何天 白,胡汉杰功能高分子与新技术,北京化学工业 出版 社,熊北贤,材料物理导论,北京科学出版社,的土田英俊,户岛直树,西出宏之高分子配合物 的电子 功能,北京 北京大学 出版社,李青山功能高分子与智能材料,哈尔滨 东北林业大学 出版社,玩印止叮二可幼叮即一一眠一刃卫收稿日期一一,飞,飞气,飞八气乙敬贺本刊 广大读者、作者及关爱本刊社会各界新年进步新未欢 东心想事成化工时刊杂志社社长肖国 民主编佘健敬贺 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/聚丙烯酸盐类高吸水性树脂的合成研究张丽华闰辉周秀苗华北工学 院,太原摘要以部分中和的丙烯酸为基本单体,采用反相悬浮 聚合法,对聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钱高吸水性树脂的合成条件进行了研究,获得了吸水树脂的吸液率与交联剂用量、引发剂用量、值等影 响 因素的关系,并利用共聚方法改进了吸水树脂的耐盐性,研制出了性能优良的高吸水 性树脂。所 制高吸水 性树脂吸去离子水倍率最高达耐盐性高吸水性树脂吸水溶液倍率最高达。关键词高吸水性树脂聚丙烯酸钾聚丙烯酸钱耐盐性高吸水性树脂是 一 种具 有 超 强吸水性 和 良好保水性的功能高分子材 料,可广 泛 用于农业、林业和园艺、石油化工、日用化工、建筑材料、医疗卫生等各 个领域,其中农林产业和生理卫生方面 的使用是目前高吸水性树脂的两 大主要用途,尤其对于干旱地区的农林产业,高吸水性树脂可以有效地 吸水、保墒,降低土壤 中 的 水分流 失,提高幼 苗 成活率和农作 物 产量,。聚丙烯酸盐类高吸水性树脂属于合成高分子,人们对其中的聚丙烯酸钠研究得较多,我们对农林产业使用 的聚丙烯酸钾、聚丙烯酸按高吸水性树脂在配方及合成条件方面进行了较 系统 的实验研究,获得了制备产品性能较好的最佳合成工艺条件,所合成的聚丙烯酸钾和聚丙烯酸按高吸水性树 脂不仅具 有较高的吸水性和保水性,而且可为农作物或苗木提供一定量的、肥效元 素。同时,利用共聚方法改进了吸水树脂的耐盐性。所研制的高吸水性树脂吸去离子水倍率办口最高达口耐盐性高吸水性树脂吸水溶液倍率巧最高达。山关关“,关关,叮,铭,邵迅,巧,叮,邵而,叮,呷
