磁性高分子材料简介 PPT
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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。
第八章磁性高分子材料第一节概述一、磁性材料的发展史从几千年前,我们的祖先发现磁石可以吸引铁的现象,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,这一发明对航海业的发展起着重要的推动作用。
人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史只有百年。
随着社会发展和科技进步,磁性材料已经形成了一个庞大的家族。
磁性材料是当前仅次于半导体材料的在高新技术与传统技术中都具有广泛应用的一类功能材料。
其应用己经从传统的技术领域发展到高新技术领域,从社会生产扩大到百姓家庭,从单纯的磁学范围扩展到与磁学相关的交叉学科领域。
磁性材料可用于制作变压器、马达、扬声器、磁致伸缩振子、磁记录介质、各类传感器、阻尼器、磁场发生器、电磁吸收体等各种各样的磁性器件。
各种器件广泛应用于制造汽车、微机、音响设备、电视机、录像机、电话、洗衣机、吸尘器、电子钟表、电冰箱、空调、电饭锅、电表等产品。
在材料的发展史上,磁性材料领域曾长期为含铁族或稀土金属元素的合金和氧化物等无机磁性材料所独占。
50年代以前为金属磁体的一统天下;50~80年代为铁氧体的兴盛时代,除电力工业以外,各应用领域中以铁氧体为主要磁性材料;90年代以来,纳米结构的金属磁性材料的崛起,成为铁氧体的有力竞争者。
见图8-1。
但是,由于传统的磁性材料必须经过高温冶炼的过程,而且比重大、韧性差、硬度高、加工成型困难、磁损耗大等原因使传统的无机磁性材料在高新技术和尖端科技的一些方面受到了很大限制。
如电子工业的微型化,空间动力系统、宇宙航行控制系统的轻型化,以及一些复杂形状的磁性器件的制备等。
而有机磁性材料因其结构种类的多样性,可用化学方法合成,可得到磁性能与机械、光、电等方面结合的综合性能,具有磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越等优点,在超高频装置、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有很大的应用前景。
一般的有机化合物,其组成原子之间以电子对形成共价键,因此不显示磁性(即反磁性)。
磁性高分子材料-88磁性高分子材料-88磁性高分子具有广泛的应用前景,包括数据存储、微波吸收、生物医疗和传感等领域。
这是由于磁性高分子不仅具有传统高分子的优良性能,如轻质、高强度以及易于加工等,而且还具有磁性材料的磁性,使其在许多领域具有无法替代的优势。
磁性高分子有两种,一种是通过高分子手段制备的磁性复合材料,另一种是由高分子本身所具有的磁性。
前者通常是将微小的磁性粒子分散在高分子基体中,达到一定的分散度,即可在保证高分子的塑性和弹性的同时,获得所需的磁性。
而后者通常是自由基式高分子,例如磁性高分子硫化氢等。
磁性高分子的研究有两个主要方向,即磁性高分子的合成和其性能研究。
磁性高分子的合成方面,目前已经有很多研究报告,主要有物理法、化学法两种方法。
物理法通常包括熔融混炼和机械球磨等,化学法则包括化学反应合成和溶液聚合等。
磁性高分子的性能研究方面,主要包括磁性、力学性能和电性能等方面。
磁性高分子复合材料是目前国内外研究的热点。
通过在高分子基体中添加磁性粒子,不仅能为高分子材料赋予新的性能,而且还能改进其现有的性能。
例如,磁性高分子硫化氢是一种优良的导电材料,同时具有良好的力学性能和热稳定性。
通过在其基体中添加磁性粒子,可以使其产生磁性和尺寸效应,进而广泛应用于微电子技术和信息存储等领域。
总的来说,由于磁性高分子具有多种优异性能,因此具有很大的应用前景。
而磁性高分子的研究,无论是围绕其合成还是围绕其性能,都是当前科研热点。
虽然难度大,但随着科技的发展和社会需求的提升,相信未来将有更多的磁性高分子材料被发现和应用。