高分子磁性材料
磁性塑料的综述
1磁性塑料的介绍~~~~~~~磁性塑料是高分子磁性材料中的一种。
高分子磁性材料是一种具有记录声、光、电等信息并能重新释放的功能高分子材料，是现代科学技术的重要基础材料之一。
有机高分子磁性材料作为一种新型功能材料，在超高频装置、高密度存储材料、吸波材料和微电子等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。
磁性高分子材料的出现大大改善了烧结磁体的这些缺点,它具有重量轻、有柔性、加工温度不高、结构便于分子设计、透明、绝缘、可与生物体系和高分子共容、成本低等优点,但是磁性高分子材料的磁性能较低,如何提高其磁性能成为磁性高分子材料研究的主要热点。
磁性高分子材料广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条,标识教材,广告宣传,电子工业以及生物医学等领域,是一种重要的功能材料特点：有机磁性材料的优点：a、结构种类的多样性；b、可用化学方法合成；c、可得到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能；d、磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越；用于超高频装置、高密度存储材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域2磁性塑料的分类及举例高分子磁性材料分为结构型和复合型两种：结构型磁性材料是指高分子材料本身具有强性；复合型磁性材料是指以塑料或橡胶为黏结剂与磁粉混合黏结加工而制成的磁性体。
结构型磁性材料：结构型高分子磁性材料的种类主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；热解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的高分子磁性材料；含金属的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等.复合型磁性材料：复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂，塑料起黏结剂作用。
磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。
根据不同方向磁性能的差异，又可以分为各向同性和各向异性磁性塑料。
3磁性材料的应用3.1磁性橡胶磁性橡胶铁氧体填充橡胶永磁体曾大量用于制造冷藏车、电冰箱、电冰柜门的垫圈。
北京化工研究院曾研制出专用于风扇电机的磁性橡胶，应用于计算机散热风扇。
医疗诊断用高分子材料
路线2： 悬浮聚合：
概念：通过强力搅拌并在搅拌剂的作用下， 把单体分散成无数的小液珠悬浮于 水中，由油性引发剂引发而进行的 聚合反应。 体系：疏水性单体、水（分散相)、稳定剂、 疏水性引发剂。 缺点：必须使用分散剂，后期难以除去， 影响聚合物性能，制得微球粒径一 般在10μ m之上，单分散性不好。
a.酸酐形成法：
本反应过程简单,无须对中间产物进行分离。
b.碳二亚胺法：
c.活泼酯法:
包埋法：
概念：包埋法是应用最为普遍的固定化技 术,它是将生物活性物质固定在聚合 物的三维空间网状结构中的方法。 分类：晶格法——将生物活性分子结合到 半透性凝胶微球的晶格中。 胶囊法——将生物活性分子包裹到 半透性高分子胶囊中。 PAM是一种常用的包埋材料,具有相当 好的强度、弹性和化学惰性,多用于固定化 酶和非生长微生物(如酵母细胞)。
乳液聚合：
概念：单体在水介质中，由乳化剂分散成 乳液状态进行的聚合。 特征：最重要的特征为分隔效应——聚合 聚合增长中心被分隔在为数众多的 聚合场所内，使得聚合速率高，产 物分子量高。 体系：乳化剂、单体、水 缺点：产物中有乳化剂，难以完全清除。
• 无皂乳液聚合：
特点：完全不含或只含微量乳化剂 优点：得到粒径分布单一 ，表面“清洁”， 并且其表面功能基团的数目和分布 均可得到控制。 增长机理： 影响体系最终 ①均相增长机理 微球的形态、 ②非均相增长机理
优点：方法简单 缺点：得到的微球粒径分布宽，形状不规 则，粒径不均匀，壳层中难免混有 溶剂、乳化剂或沉淀剂，用于免疫 检测或细胞分离等领域时，微球的 生物相容性将受到影响。 同时，该方法仅限于某些可溶或可 熔的高分子，而且需要额外的分离 设备和能源消耗。
2.单体聚合法
高分子有机磁性材料
高分子有机磁性材料1 引言磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。
虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。
人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。
经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下:上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。
近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。
过去一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。
有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。
有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。
2高分子有机磁性材料的主要性能特点由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。
从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点:(1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。
该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。
浅谈磁性高分子材料
前言磁性高分子材料是最早出现在1970年，是高分子功能材料。
与之前的普通磁性材料相比，磁性高分子材料具有很多优点，磁性高分子材料可分为结构型和复合型两种。
结构型磁性高分子材料是指本身具有磁性聚合物，如自由基聚合物，自由基化合物茂金属聚合物。
复合型磁性高分子材料主要由高分子化合物与无机磁性材料两部分复合而成。
制备方法磁性高分子材料的制备方法主要有共混法和原位聚合法等。
磁性高分子微球具有更特殊的制备方法外，如包埋法、化学液相沉积法及生物合成法等。
共混法主要有物理共混法、共聚共混法和互穿聚合物网络法三种方法。
其中物理共混法是指通过物理作用实现高分子材料和磁性原料的共混，根据原料性状的不同可区分为粉料共混、熔体共混、溶液共混、乳液共混等方法；共聚共混法可分为接枝和嵌段共聚共混法两种，其中接枝共聚共混法是指将聚合物A溶解于聚合物B的单体中，通过引发B单体使其在聚合物A的侧链上实现接枝共聚，嵌段共聚共混法则是使A、B单体主链断裂后实现共聚，形成A-B主链交错连接的聚合物；互穿聚合物网络法（IPN）是一种独特的高分子共混法，通过聚合物A和聚合物B各自交联后所得的网络连续地相互穿插而形成新的高分子聚合物，其中A、B之间不发生化学键合。
原位聚合法通过将高分子材料单体、磁粉及催化剂全部加入到分散（或连续）相中，使高分子材料单体在磁粉表面发生聚合（或相反），形成以磁粉为核、高分子材料为包覆层或高分子材料微粒为核，磁粉附着于表面的复合磁性粒子，这些磁性粒子能够在高分子材料单体中高度分散，具备较高的均匀性，原位聚合法制备的磁性粒子可进一步制成其他性状的材料，也可单独使用，如制作磁性高分子微球。
包埋法将磁性粒子置入高分子溶液，使其充分分散，并通过一系列方法获得高分子材料内部含有磁性微粒的磁性高分子微球，微球中磁性微粒与高分子材料的基团之间主要是通过范德华力或者形成氢键和共价键相结合，包埋法制备磁性高分子的不足在于微球粒径难以有效控制导致粒径分布不均匀，由于雾化、絮凝、蒸发等方法难以有效去高分子溶液中预置的溶剂和沉淀剂，导致磁性高分子微球内含杂质，影响其使用性能。
屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究
下 的 工 作 者 造 成 严 重 的 健 康 损 害 。迄 今 为 止 ． 有 许 多 报 道 电 已
磁 屏 蔽 材 料 的综 述 及 研 究 论 文 ， 要 是 结 构 型 高 分 子 导 电 材 料 主
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本 文 首 次 报 道 ． 我 们 多 年 来 研 制 成 功 的 二 茂 铁 型 高 分 子 以
磁性 材料 为基料 ， 别 与铜 纤 维 ， 锈 钢纤 维 和 碳纤 维 复合 ， 分 不
以探 索 在 １ ～ １ ０ Ｍ Ｈｚ 段 下 ， 良好 Ｓ 的 新 型 电 磁 屏 蔽 复 Ｏ ００ 频 有 Ｅ
根 据 Ｓ ｈ ｌ ｕ ｏ ｆ 磁 屏 蔽 原 理 、 蔽 效 果 （ Ｅ 可 用 下 式 ｃ ｅｋ ｎ ｆ 电 屏 Ｓ ）
表 示
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３ 结 果 与 分 析
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研 究 表 明 ， ０Ｐ 在 １ ０ Ｍ Ｈｚ以 下 ， 磁 导 率 （ ） 频 率 （ Ｍ） ００ 其 随
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文 章 编 号 ：０ １９ ３ （ ０ ２） ５ ０ ９ — ３ １ ０ — ７ １ ２ ０ ０ — ４ ２０
磁性聚合物的合成及性能研究
磁性聚合物的合成及性能研究磁性聚合物是一种具有磁性的高分子材料，具有广泛的应用前景和研究价值。
该材料常用于电子和信息领域，例如磁盘、磁性储存材料、生物传感器等。
近年来，越来越多的研究者致力于磁性聚合物的合成及性能研究，以期探索其更广泛的应用领域。
一、磁性聚合物的合成方法磁性聚合物的合成方法多种多样，其中最常见的方法是先合成聚合物，再将磁性粒子引入聚合物中。
这种方法称为后向相转移自由基聚合法，其中一种典型的磁性材料是磁性二氧化铁（Fe3O4）。
此外，还有基于原位合成的方法，如热分解法和溶胶-凝胶法等。
值得注意的是，磁性聚合物的磁性取决于磁性粒子的分布状态和其相对磁性大小。
因此，在磁性粒子的裹层上应用表面修饰技术是一种非常有效的方法。
例如，通过表面磷酸根或硅酸根修饰可实现磁性粒子的分散性，并提高磁性聚合物的磁响应。
二、磁性聚合物的性能研究磁性聚合物的性能研究主要涉及以下方面：（一）磁响应性能磁响应性能是磁性聚合物一项重要的性能指标。
磁响应性能好的磁性聚合物，对于实现磁驱动器和磁存储器等应用具有非常重要的意义。
（二）形貌和热稳定性对于磁性聚合物的形貌和热稳定性的研究，对于其应用领域的拓展具有重要价值。
例如，对于某些聚合物材料，其形貌不仅是影响其性能的因素之一，同时也会影响其应用领域的选择。
（三）生物相容性磁性聚合物在生物医学领域中的应用越来越广泛，如磁性分离、细胞标记和药物控制释放等。
此外，对磁性聚合物在生物环境中的相容性的研究，也有助于开发更加环保和人体健康的高分子材料。
三、未来展望磁性聚合物具有广泛的应用前景，但在实际应用中仍存在一些问题。
例如，制备成本高、精度不稳定、生物相容性不足等。
如何解决这些问题，将是未来磁性聚合物研究的重要方向之一。
总之，磁性聚合物的合成及性能研究正在不断深入。
未来，磁性聚合物将会在更广泛的领域应用，同时也带来新的技术挑战，需要研究者不断深化研究，以推动磁性聚合物技术的发展。
生活中的特种材料
是设法改变塑料 的成分， 的成分，使得它 们具有磁性。 们具有磁性。这 种方法还处于研 究之中。 究之中。
第二种
是在普通的塑料中添 加磁性粉末， 加磁性粉末，成为复 合的磁性塑料。 合的磁性塑料。这种 方法制造的磁性塑料 已经在我们的生活中 大量应用
离子交换树脂的工作原理
在离子交换过程中， Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等 在离子交换过程中，水中的阳离子（如Na+、Ca2+、 K+、 Mg2+、Fe3+等） 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+ 与阳离子交换树脂上的H+ 进行交换，水中阳离子被转移到树脂上，而树脂上的H+ 交换到水中。 交换到水中。 Cl进行交换， 水中的阴离子（如Cl-、HCO3-等）与阴离子交换树脂上的OH-进行交换，水 中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH 交换到水中。 OHOH中阴离子被转移到树脂上，而树脂上的OH- 交换到水中。而H+ 与OH- 相结合生成 水，从而达到脱盐的目的(见下页图) 。 从而达到脱盐的目的(见下页图)
人工心脏
人工关节、 人工关节、人工骨
用于人工关节的多孔材 料是由碳纤维和聚四氟乙烯 料是由碳纤维和 碳纤维 组成的各向同性碳。 组成的各向同性碳。把人工 关节端头涂上一层这样的材 料，就可使关节固定良好。 就可使关节固定良好。 制作人工骨的材料有发泡的氮化铝陶瓷浸在环氧树脂 中制成的增强复合材料， 中制成的增强复合材料，磷酸钙和聚砜混合制成的复合材 料等。 料等。
生活中的高分子材料
生活中的高分子材料塑料袋是一种塑料制品。
它虽然方便了大家的生活，但同时也带了不小的危害。
它的危害主要在于回收!塑料袋回收价值低，目前大多为回收而进入环境，其对环境主要有两种危害，即"视觉污染"和"潜在危害"。
视觉污染是指散落在环境中的废塑料制品对市容、景观的破坏。
在大城市、旅游区、水体、铁道旁散落的废塑料给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感。
而且损害了我们国家和国民的形象。
我们把这种情况称为"视觉污染"。
视觉污染是"白色污染"问题最为突出的危害。
在我国城市、旅游区、水体中、公路和铁路两侧均不同程度存在的废塑料垃圾的视觉污染，这些废塑料散落在地面上，或随风挂在树枝上飘扬、或漂浮在水面，污染环境、传播疾病、人民群众对此反映强烈。
潜在危害是指废塑料制品进入自然环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题。
塑料结构稳定，不易被天然微生物菌破坏，在自然环境中长期不分离。
这就意味着废塑料垃圾如不加以回收，将在环境中变成污染物永久存在并不段累积。
在环境中的危害有以下几个方面:影响工农业生产的发展。
废塑料制品混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产;漂浮在长江中的塑料制品给水源取用带来很大困难，造成泵抽空和堵塞，给工业生产和水电站造成巨大损失。
如葛洲坝水电站，每天因清理漂浮的塑料垃圾，停机损失发电200000KW.H。
将来长江三峡水电站建成后，如继续让塑料垃圾污染水体，那对发电造成的损失，将不堪设想;对动物生存构成威胁。
抛弃在陆地上或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。
在动物园、牧区、农村、海洋中，此类情况已屡见不鲜;废塑料随垃圾填埋不仅会占用大量土地，而且被占用的土地长期得不到恢复，影响土地的可持续利用。
进入生活垃圾中的废塑料制品很难回收利用，如果将其填埋，200年的时间不降解，会导致大片土地被长期占用，加剧了土地资源的压力。
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电子轨道运动产 生电子轨道磁矩
电子自旋产生电 子自旋磁矩
构成原子 的总磁矩
物质磁性 的起源
电子的自转方向总共有上下两种。在一 些数物质中，具有向上自转和向下自转的电 子数目一样多，它们产生的磁极会互相抵消， 整个原子，以至于整个物体对外没有磁性。
只有少数物质（例如铁、钴、镍），它们的原 子内部电子在不同自转方向上的数量不一样，这样， 在自转相反的电子磁极互相抵消以后，还剩余一部 分电子的磁矩没有被抵消。这样，整个原子具有总 的磁矩。同时，由于一种被称为“交换作用”的机 理，这些原子磁矩之间被整齐地排列起来，整个物 体也就有了磁性。当剩余的电子数量不同时，物体 显示的磁性强弱也不同。
包埋式二氧化硅磁性微球
a)方法简单
b)粒径分布宽
c)形状不规则
（2）单体聚合法
将磁性粒子均匀分散到含有单体的溶液或乳 液中，利用引发剂引发单体进行聚合反应，即可 得到内部包有一定量磁性微粒的高分子微球。该 法得到的高分子微球粒径较大，而且磁响应性强。 迄今为止，单体聚合法合成磁性微球的方法主要 有：悬浮聚合、分散聚合 、乳液聚合（包括无皂 乳液聚合、种子乳液聚合）等。
4、应用
磁性生物高分子微球 由于尺寸达到纳米级，比表面激增，微球官
能团及选择性吸附能力变大，达到吸附平衡的时间 大大缩短，粒子稳定性大大提高。 （1）生物分离免疫分析
磁微球通过免疫逻辑反应或非免疫逻辑反应 可以分离不需要的细胞(消极选择)，或富集所需要 的细胞(积极选择)。这个理论可用来从骨髓中移走 癌细胞。
区别：
高分子磁性纳米材料不同于常规的磁性材 料，原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好 处于nm量级。如：磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺 寸，交换作用长度。
当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当 时，会出现反常的磁学性质。
2、种类与结构
目前，高分子磁性纳米材料主要有以下 两种:一种是有机高分子/无机磁性纳米粒子复 合材料。
高分子磁性纳米材料
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contents
01 前言 02 种类与结构 03 制备方法 04 应用
1、前言
磁的来源： 原子的磁性来源于原子中电子及
原子核的磁矩。 原子核磁矩很小，在我们所考虑
的问题中可以忽略。 电子磁矩（轨道磁矩、自旋磁
• 单原子(或少量原子)的物理状态
在尺寸小到nm级甚至原子尺度的时候，很多宏 观的、甚至已知的微观定律往往不能适用。
如在电学方面欧姆定律就不能适用。
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（2）靶向药物 通过静脉注射或胃肠道给药，药物往往会被
动靶向于肝、脾等组织，药效较低。
为了提高药物的效 用，减少其毒副作用，以 磁性微球表面功能基作为 药物载体，利用药物载体 的磁敏特点，在外加磁场 的作用下，可将药物载至 预定的区域，实现主动靶 向给药技术。
问题
• 磁性微球形成的机制，无机磁粒子与有机高分子之 间的作用性质
另外一种是核/壳结构有机高分子/无机 磁性纳米材料。
核/壳结构有机高分子/无机磁性纳 米材料的三种形式
• 核——纳米级无机物，壳——高分子材料 • 夹心结构，外内层为高分子材料，中间层
为磁性材料 • 壳——纳米级无机物，核——高分子材料
磁性高分子微球分成如图所示的三大类
3、制备方法
核/壳结构有机高分子/无机磁性纳米材料的制备方法很多，如 包埋法、单体聚合法、聚合—沉淀法等 （1）包埋法 将磁性粒子分散于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积、 蒸发等方法得到内部包有一定量磁性微粒的高分子微球。