高分子磁性微球的研究进展

纤维素磁性微球研究进展摘要纤维素磁性微球是一种生物相容性好、环境友好的纤维素功能化材料。

关于纤维素磁性微球的研究已引起人们的广泛关注。

本文在目前存在磁性微球制备方法的基础上，探讨了磁性微球的特性指标和特征参数，论述了纤维素磁性微球的功能化应用，并对纤维素磁性微球的未来发展进行了展望。

关键词纤维素磁性微球；特征参数；未来展望中图分类号TQ352 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)052-0224-02随着高分子材料的多元化发展，高分子与磁性物质结合诞生的高分子磁性微球已逐渐应用于生物工程、医药运载、化学化工、环境监测等诸多领域。

高分子磁性微球（简称磁性微球）是通过适当的化学或物理方法使有机高分子材料与无机磁性材料结合形成的具有一定磁性及特殊结构的一种功能材料。

这种复合致使材料既拥有磁性材料尤其是顺磁性材料的特性，又兼有高分子材料易加工和改性、柔韧的性能，同时具有无机材料的高密度和高力学性能和生产成本低、能耗少、无污染等优点。

这就使得高分子磁性微球的研究和发展呈现出诱人广阔的前景。

根据高分子磁性微球中高分子的来源，可以把磁性微球分为合成高分子磁性微球和天然高分子磁性微球。

合成中的铰链分子主要有：聚丙交酯（PLA）、聚乙交酯（PGA）、聚己内酯（PCL）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）等，天然中常用的物质有：纤维素、明胶和生物性高分子物质，如：蛋白质，糖蛋白，胶原蛋白等，此外还有对天然高分子进行改性来作为磁性微球中的高分子基质。

而常用的无机磁性粒子主要有：Fe3O4、Fe2O3、Pt、Ni、Co等。

纤维素磁性微球以其环境友好、原材料来源丰富、生物相容性好逐渐引起了人们的广泛关注。

本文在查阅一定量文献的基础上，了解到纤维素磁性微球的制备方法主要有溶胶-凝胶转相法、反相悬浮包埋法、静电喷射法、原位共沉淀法、反相悬浮聚合法、生物发酵法等，然而关于纤维素磁性微球的特性和应用的研究相对比较缺乏。

含环氧基团的磁性高分子微球的合成研究的开题报告一、选题背景高分子微球在生物医学、材料科学、化学反应等领域中有着广泛的应用。

其中，在磁性高分子微球的合成方面，常常通过在微球表面引入含有氨基、羧酸等官能团的单体，再与具有磁性的硫酸铁、氧化铁等物质进行交联合成。

但是，这种方法在实际应用中存在一些问题，如交联度难以控制、合成时间较长、稳定性较差等。

因此，设计一种新颖、高效、可控的制备含环氧基团的磁性高分子微球的方法具有很高的研究价值。

二、研究目的本研究旨在通过控制共聚反应条件，合成出含有环氧基团的高分子微球，并将其与磁性物质进行交联，制备出磁性高分子微球。

通过对微球形貌、粒径分布、磁性能等性质的测试和分析，探究环氧基团在微球交联过程中的作用及其对微球性质的影响。

三、研究方法（1）合成含环氧基团的高分子微球：以丙烯酸酯类单体为主，辅以含有环氧基团的单体，通过乳液聚合反应合成含环氧基团的高分子微球。

（2）磁性交联：将合成的高分子微球与具有磁性的物质进行交联，制备出磁性高分子微球。

（3）性能测试：通过扫描电镜、透射电镜、光学显微镜等手段对微球形貌进行表征，通过动态光散射仪、牛顿冷却天平等手段对微球粒径和粒径分布进行测试和分析，通过霍尔效应仪、磁振仪等手段测试微球磁性能，以此探究含环氧基团的高分子微球的性质。

四、研究意义本研究通过引入含环氧基团的单体，对传统的制备磁性高分子微球的方法进行改进，提高了微球的交联度和稳定性，拓宽了其应用范围。

同时，可控合成环氧基团含量不同的微球，探究其对微球性质的影响，为高分子微球在生物医学、材料科学、化学反应等领域中的应用提供了理论依据和实验基础。

五、预期结果预计本研究可成功合成含环氧基团的高分子微球，并通过与磁性物质的交联，制备出具有良好磁性性能的高分子微球。

同时，研究环氧基团含量对微球性质的影响，并对微球进行形貌、粒径、磁性能等方面的测试和分析。

最终，通过全面、系统的实验结果，评价该方法在制备磁性高分子微球方面的优劣，并对其应用前景做出预测。

青岛农业大学
本科生课程论文
论文题目磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用学生专业班级应用化学09级2班
学生姓名（学号）李小姣（20094389）
指导教师赵艳芳
完成时间 2012年12月2日
2012 年 12 月 2 日
课程论文任务书
学生姓名李小姣指导教师赵艳芳
论文题目磁性高分子微球的制备及在分析化学中的应用
论文内容（需明确列出研究的问题）：
一、磁性高分子微球的类型
二、磁性高分子微球的特性
三、磁性高分子微球的制备
四、磁性高分子微球的应用
五、磁性高分子微球研究存在的问题及展望
资料、数据、技术水平等方面的要求：
（1）要求查找相关文献，中文文献至少15篇，英文文献至少两篇；
（2）能够访问中文及英文科技文献数据库，并能够获得所需文献的原文；（3）能够根据中、英文文献内容，对磁性高分子微球的基本特性、制备方法、开发应用、研究现状和在分析化学中的应用前景等进行归纳总结，要
求篇章结构合理、条理清晰、论述充分；
（4）论文的格式符合青岛农业大学的规定要求。

发出任务书日期 2012.5.20 完成论文日期 2012.12.2 教研室意见（签字）
院（部）院长意见（签字）
课程论文成绩评定表
学生姓名专业班级
论文题目
指导教师评语及意见：
指导教师评阅成绩：指导教师签字
年月日评阅人评语及意见：
评阅人评阅成绩：评阅人签字
年月日总评成绩（以百分记）：
年月日。

磁性高分子微球的制备及作用1、磁性高分子微球简介近20年来，磁性高分子微球的研究非常活跃，已从最简单的高分子包裹磁性材料发展到多种类型的组成方式。

本文根据磁性高分子微球的结构类型将其分成三类(见图1)，但是，组成磁性微球的基本材料仍然是磁性物质和高分子材料。

磁性物质包括Fe3O4、r-Fe2O3、Pt、Ni、Co等，其中Fe3O4使用最多;高分子材料包括合成高分子材料和天然高分子材料。

合成高分子材料常用的有苯乙烯共聚物、聚酯类、聚酰胺类高分子;天然高分子材料常用的有明胶、白蛋白、纤维素和各种聚糖。

此外，近年来有人为了电磁方面的应用，研究了一些导电性的磁性高分子微球[4，5]，聚吡咯、聚苯胺等导电聚合物也可用来制备磁性微球。

磁性高分子微球的性质不仅与组成材料的性质有关，还与制备方法有关。

因此，制备方法的研究十分重要。

通常不同类型的磁性高分子微球其制备方法也有所不同。

2、磁性高分子微球的制备方法2•1a型磁性高分子微球的制备方法a型磁性高分子微球是一种简单的核壳微球，其制备方法有两种分类法:一种是根据磁性物质与磁性微球的形成次序分，有一步法和二步法;另一种是常规分法，有包埋法和单体聚合法。

这两种分法的交叉部分在于包埋磁性物质可采用一步法或二步法，而单体聚合包裹则大多采用二步法。

2•1•1一步法一步法又称共沉淀法，是指在生成磁性物质(Fe3O4或Fe2O3)的同时产生磁性高分子微球的制备方法，即先将高分子物质溶解，然后依次加入Fe2+和H2O2或FeCl2和FeCl3溶液，搅拌的同时滴加碱性溶液提高pH值，这样磁性物质一产生就被包裹形成核壳磁性高分子微球。

邱广亮[6]等采用这种方法制备了纳米级磁性明胶微粒，并用于纤维素酶的固定化。

一步法的优点是制备方法简单，避免了制取磁流体或均匀分散磁粒子的相关处理，制得的磁性微球粒径较小、表面积大。

缺点是磁性微球大小不均匀、磁响应性较弱。

2•1•2二步法二步法通常是先制备Fe3O4微粒子(或直接购买Fe3O4粉末)，然后将其与聚合物或高分子单体溶液混合作用制得磁性高分子微球。

磁性微球的生物医学进展1、磁性微球的制备磁性微球的制备方法较多，不同类型的磁性微球制备方法不同。

大致可分为物理法和化学法。

物理法有喷雾干燥、热处理法和冷冻凝聚法。

化学法有乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、自组装法和生物合成法等。

1.1喷雾干燥法喷雾干燥法是将磁流体分散在基体材料的溶液中，利用喷雾干燥制得磁性微球。

王强斌等〔7〕将纳米磁流体分散在聚丙烯腈的N , N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，混合均匀后进行喷雾，得到外形规整、粒径分布较窄、磁含量约15% 的聚丙烯腈磁性微球，得到的磁性微球可作为固定化酶的载体。

1.2热处理法热处理法是将蛋白质分散在磁流体中，在超声激烈搅拌下加热，使蛋白质稳定，可得到蛋白质包覆的磁性微球。

Jchatterjee等〔8〕采用此法得到了分散性良好的人血清白蛋白（HSA）磁性微球。

将HSA加入到磁流体中，然后将混合液倒入棉子油中，先在低温（4 C ）下高速超声搅拌，然后加热到130 C，同时保持高速的搅拌，持续一定时间，然后冷却洗涤。

得到的磁性微球分散良好，稳定性较化学交联蛋白质得到的磁性微球更好。

1.3冷冻凝聚法冷冻凝聚法是将磁流体分散在基体材料中，再加入液体石蜡，搅拌。

低温冷却后加入有机溶剂搅拌、过滤、洗涤可得到包覆Fe3O4的磁性微球。

张胜〔9〕等利用冷冻法制备了包裹超微Fe3O4和平阳霉素的明胶磁性微球。

此微球具有较好的靶向性和缓释性。

1.4乳液聚合法乳液聚合法是将磁流体分散在高分子单体中，加入乳化剂，高速搅拌剪切乳化。

同时高分子单体在乳液滴中发生聚合反应，形成了磁性颗粒均匀分散的磁性高分子微球。

谢钢〔10丨采用乳液聚合法制备了PS（聚苯乙烯）/Fe3O4复合微球，并研究了不同的分散稳定剂对所制备的复合磁性微球的影响。

悬浮聚合和乳液聚合类似，将磁流体加入到高分子单体中，不加乳化剂的情况下，借助高速搅拌的作用将单体分散成小液滴，单体在小液滴中反应，得到磁性高分子微球。

磁性高分子微球制备研究进展
蓝平;封余贤;何日梅;乔磊磊;廖安平
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2014()3
【摘要】磁性高分子微球作为一种新型功能材料,具有强磁响应性、易生物降解、生物相容性好、无毒、可通过其他手段进行友好改性等特性。

介绍了近年来磁性高分子微球的制备方法,对各种方法进行了简要分析,指出不同的制备方法可以制备出具有不同性能的磁性高分子微球。

最后对磁性高分子微球的制备方法的发展趋势进行了展望。

【总页数】5页(P13-16)
【关键词】磁性微球;制备进展;磁响应性
【作者】蓝平;封余贤;何日梅;乔磊磊;廖安平
【作者单位】广西民族大学化学化工学院,广西高校化学与生物转化过程新技术重点实验室,广西南宁530006
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.磁性高分子微球的制备及其在生物领域应用研究进展 [J], 杨阳;钱方;孙洋;牟光庆;姜淑娟
2.药物载体磁性高分子微球的制备及应用研究进展 [J], 宋佳;朱春山;张强;邱莉
3.磁性高分子微球的制备及应用研究进展 [J], 王海峰;李仲谨;程磊;诸晓锋;刘节根
4.纤维素磁性高分子微球的制备方法研究进展 [J], 王犇;潘高峰;杨莹;黄科林
5.磁性高分子微球的制备研究进展 [J], 杜涛
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高分子材料的磁性与磁响应性能研究引言：高分子材料的磁性和磁响应性能在材料科学和工程领域中具有重要的意义。

随着科技的不断进步，高分子材料的磁性和磁响应性能研究已经取得了显著的进展。

本文将重点介绍高分子材料的磁性原理以及磁响应性能的研究进展，并探讨其潜在的应用前景。

一、高分子材料的磁性原理高分子材料的磁性主要通过引入磁性功能单体或纳米颗粒来实现。

其中，磁性功能单体是指具有磁性的单体分子，通过聚合反应可以形成高分子链。

磁性纳米颗粒是指具有磁性的纳米尺度颗粒，可以与高分子链相互作用，从而实现高分子材料的磁性。

常用的磁性纳米颗粒包括磁性氧化铁纳米颗粒、磁性金属纳米颗粒等。

二、高分子材料的磁响应性能研究1. 磁化行为高分子材料的磁响应性能研究中最重要的参数之一是磁化行为，即材料在外加磁场下的磁化程度。

磁化行为可以通过测量磁化曲线来揭示材料的磁性特性。

磁化曲线通常由磁化强度随外加磁场强度变化的关系图表示。

通过分析磁化曲线，可以得到材料的磁化饱和强度、矫顽力等磁性参数，从而评价材料的磁响应性能。

2. 领域和反转过程当高分子材料中引入磁性纳米颗粒时，这些颗粒会在外加磁场的作用下形成磁化区域，即磁场的方向在颗粒周围发生改变。

这些磁化区域的形成和反转过程对材料的磁响应性能具有重要影响。

通过控制颗粒的分散性和尺寸等因素，可以调控高分子材料的领域和反转过程，从而实现磁性材料的定制化设计。

3. 磁响应性能的调控高分子材料的磁响应性能可以通过多种方法进行调控。

首先，可以通过调整材料中磁性纳米颗粒的含量和分散性来改变材料的磁响应性能。

其次，可以通过改变材料的化学结构和分子构造来调节材料的磁性行为。

此外，还可以通过外加场的作用和温度的控制等方式来调控材料的磁响应性能。

三、高分子材料磁性的应用前景1. 功能材料高分子材料的磁性和磁响应性能使其具备了广泛的应用前景。

首先，高分子材料可以作为功能性材料，用于制备具有特殊磁性功能的器件和传感器等。

磁性高分子材料的研究及应用进展作者：xxx 单位：xxx摘要磁性高分子材料的发展意义，概述了结构性和复合型两类磁性高分子材料，概述了磁性高分子材料的应用与发展和前景。

关键词磁性高分子；结构性;复合型；磁性高分子微球；应用；前景1.引言早期的磁性材料来源于天然磁石，以后才利用磁铁矿（铁氧体）烧结或铸造成磁性体。

现在工业上常用的磁性材料主要有三大类：氧化体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁。

由于它们具有硬而脆、加工性差的缺点，无法制成复杂、精细的形状，因而在工业应用中具有很大的局限性。

为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑料或橡胶中获得的高分子磁性材料具有相对密度轻，易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品等优点，因而受到人们的关注。

在现代科技迅猛发展中，特别是在电子技术方面，磁性材料得到广泛的应用。

研究物质的磁性，开发新型磁性材料，具有十分重要的意义。

2.磁性高分子材料的分类]1[磁性高分子材料主要分为结构型和复合型两大类。

结构型磁性高分子材料是指本身具有强磁性的高分子材料，如聚双炔和聚炔类聚合物，含氮基团取代苯衍生物，聚丙稀热解产物等复合型高分子磁性材料是由高分子物与磁性材料按不同方法复合而成的一类复合材料，可分为粘接磁铁、磁性高分子微球和磁性离子交换树脂等不同类别，从复合材料概念出发，通称为磁性树脂基复合材料。

3.结构型磁性高分子材料]2][1[聚合物本身具有强磁性的材料，最早由澳大利亚科学家合成的PPH （聚双-2,6-吡啶基辛二晴）。

随后，日本东京大学物理研究所的管野中教授的合成了一种新的聚合物——PPH·FeSO4强磁性体，这是一种可与磁铁矿相匹敌的有机高分子强磁性体，这种黑色聚合物耐热性好，在空气中加热到300℃亦不分解，但它不溶于有机溶剂，如将其加工成薄膜或板材等制品则比较困难。

美国俄亥俄州立大学非金属材料和塑料研究所研制出一种新型的聚合物塑料磁铁，早期的聚合物磁铁只能在-263℃的超低温状态下保持稳定的磁性。

有机高分子磁性材料研究进展有机高分子磁性材料作为一种新型的功能材料,在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料和微电子工业等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。

室温稳定且具有实用价值的有机高分子磁性材料一直是该领域研究的热点。

文中概述了纯有机类,大π键体系类,电荷转移复合物类和含金属原子复合物类等有机高分子磁性材料的最新研究进展,并介绍了各类有机高分子磁性材料的磁性能特点。

1. 纯有机磁性高分子所谓纯有机磁体是指含C,N,O ,S和H的合成磁性材料[6]。

这种磁性来源于s和p 轨道电子自旋的长程有序,是科学上的一个挑战,在理论和实践上都受到关注。

1987年,Ovchinnikovl A A 等[2] 报道了低维纯有机磁体聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔(简称聚BIPO) ,聚BIPO 磁体的饱和磁化强度Ms=010224 emuPg ,居里温度Tc超过分解温度(分解温度Td=250℃～310℃)。

通过改变聚合条件可在一定范围内改变磁性,性能可从超顺磁性至铁磁性。

此外,该实验首次证明仅含C、H、N、O等s和p轨道的高分子具有磁性。

俄罗斯圣彼德堡物理研究所Makarova T[7] 等人在Nature杂志报道了一个在室温下工作的有机铁磁体,这种材料由螺旋碳分子组成,如果这项成果能在更便宜的有机材料中实现的话,将改变磁性记忆材料制造业的历史。

由于成本太高,其实用价值有限,但是这一发现进一步激发科学家对有机铁磁体的研究兴趣。

Zaidi N A[8]等用聚苯胺(PANi)和7 ,7 ,8 ,8-四氰基对二次甲基苯醌(TCNQ)合成了一种新型的PANiCNQ聚合物。

对其磁性研究发现,这种聚合物呈亚磁和铁磁性,居里温度可达350K,最大饱和磁场强度达0.1JT-1 kg-1。

研究还发现,它的磁性有序随时间增加而增加,需要几个月才能完成。

该成果是纯有机磁性聚合物研究从理论性向实用性迈出了巨大的一步,也许在不久的将来,科学家们就能研制出可以大范围应用的纯有机磁性聚合物。