磁性高分子材料的研究及应用进展
- 格式:doc
- 大小:180.00 KB
- 文档页数:16
有机磁性材料研究综述摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点,因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。
本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况,及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。
关键词:有机磁性材料结构型复合型Review on the research of organic magnetic material Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and research status of high polymer organic magnetic materials’compounds, classification and its application prospect.Key word: organic magnetic material intrinsic complex一、简介历史上记载的人类对磁性材料的最早应用是中国人利用磁石能够指示南北方向的特性,将天然磁石制成的司南,这一发明对航海业的发展有着重要的推动作用。
高分子材料中的电磁屏蔽技术研究1. 引言近年来,随着电力、通讯技术的不断发展,电磁辐射对人类生活的影响也越来越引起人们的关注。
电磁辐射会影响机电设备的正常工作,导致信息泄露和私密性问题。
因此,电磁屏蔽技术的研究与应用变得越来越必要。
高分子材料作为电磁屏蔽材料的一类重要代表,其性能优越、加工方便、成本低廉,已经成为电磁屏蔽技术中的主要研究对象。
2. 高分子材料的电磁屏蔽机理高分子材料的电磁屏蔽机理主要取决于其导电性能、磁性能和吸收性能。
在高分子材料中,可以分为导电层和吸收层。
导电层主要是高分子基质中加入导电性能强的碳黑、金属粉末等填料,形成三维网络结构,通过电子迁移和导电形成屏蔽层,从而阻止电磁波的传播;吸收层主要是高分子基质中加入吸收性能强的磁性颗粒、石墨纳米片等材料,能够将电磁波转化为热能、电能等形式,并将其分散和扩散,从而达到屏蔽的效果。
3. 高分子材料的电磁屏蔽性能高分子材料作为电磁屏蔽材料,其性能主要包括导电性、磁性、吸收性等。
导电性能的好坏主要取决于填料的种类、导电性能以及填充量等因素。
磁性能主要对于低频电磁波屏蔽起作用,高分子基质中加入磁性颗粒能够提高材料对于低频电磁波的屏蔽效果。
而吸收性能则对高频电磁波屏蔽更为有效,高分子基质中加入吸收性能强的石墨纳米片等材料可以增加材料对于高频电磁波的吸收效果。
此外,表面导电性能也是影响高分子材料电磁屏蔽性能的重要因素。
4. 高分子材料电磁屏蔽材料的研究进展近年来,高分子材料的电磁屏蔽材料的研究进展非常迅速。
首先,通过改变填料种类、含量、粒度等因素,可以大大改善高分子材料的电磁屏蔽性能。
例如,细化填料粒度可以提高材料导电性能;通过添加银或铜等材料,可以提高高分子材料的导电性能和表面导电性能;在高分子基质中加入核壳结构的金属纳米颗粒,可以提高材料对于低频电磁波的屏蔽效应等等。
其次,高分子材料与其他材料复合,也是提高电磁屏蔽性能的重要途径。
例如,将高分子材料和碳纤维、石墨烯等材料复合,不仅能提高材料的电磁屏蔽性能,还可以减轻材料的重量和尺寸等问题。
本文1998-04-10收到王贤保,男,29岁,讲师,硕士,从事高分子金属络合物研究。
高分子金属络合物的性能及应用进展王贤保 陈正国 程时远(湖北大学化学与材料科学学院,武汉,430062)摘 要 介绍了高分子金属络合物的种类及合成。
综述了高分子金属络合物不同于低分子络合物的催化性能、电学性能、光学性能和磁性,以及高分子金属络合物作为催化剂、光学材料、电学材料等方面的应用进展。
关键词 高分子金属络合物 高分子催化剂 电学性能 光学性能 磁性分类号 O 641.4高分子金属络合物(P olymer Metal C om plexes )(以下简称PMC )是一种含有高分子配体的金属络合物,其中心金属离子被巨大的高分子链所包围。
由于其高分子配位体的特征,与低分子金属络合物相比,PMC 在催化、电学、光学等方面表现出的性能[1~4],具有更广阔的应用前景和价值,对新型复合材料[5,6]的开发具有十分重要的意义,已引起了各国科学家的极大关注[7]。
PMC 的研究是受金属酶的启发而开始的。
金属酶是一种天然高分子金属络合物,其金属离子被庞大的蛋白质分子所包围,这是一种具有三维结构的蛋白质分子,通过立体配位改变配位方向,使中心离子具有反常的配位结构和氧化态,如质体兰素[8]就是典型例子。
为了认识蛋白质配体的功能,人们对合成PMC 的性能及应用展开了深入的研究,对之研究可以追源于50年代的离子交换树脂和离子交换膜,从60年代末开始全面展开并日益受到国内外学者广泛关注。
我国从70年代才开始此领域的研究。
1 高分子金属络合物种类及合成1.1 高分子配体与金属离子络合这种PMC 是通过金属离子与含有给电子基团(如-NH 2、-C OOH 、-C -、-SH 、氮杂环等)的高分子络合而成的。
1.1.1 侧基络合物高分子配体以侧基与金属离子络合而成,如图示:第9卷 第3期 化 学 研 究 V ol.9 N o.31998年9月 CHE MIC A L RESE ARCHES Sep.1998例如含多授体侧基的聚苯乙烯,被用作金属桥联树脂,能很好地选择吸收金属离子,其行为已有深入研究[9]。
磁性材料的发展前景磁性材料一直扮演着重要的角色,它们在现代科技和工程应用中发挥着至关重要的作用。
磁性材料通常被用于电子设备、传感器、电动机以及数据存储设备等领域,其性能的提高对这些领域的发展至关重要。
随着科技的进步和需求不断的增长,磁性材料市场也在不断扩大,这为磁性材料的研究和开发提供了更广阔的空间。
磁性材料的发展前景十分广阔。
首先,随着人们对绿色环保和高效节能的追求,磁性材料的研究趋势也朝着这个方向发展。
新型的磁性材料使得电动车、风力发电机和家用电器等产品的性能得到了进一步提升,在提高产品效率的同时也降低了能源消耗。
未来,磁性材料在可再生能源和节能领域的应用前景将越来越广阔。
其次,磁性材料的纳米化趋势也将成为未来的发展方向。
纳米磁性材料具有独特的性能,包括超磁致伸缩效应、磁阻效应等,这些性能的发现为磁存储器件、传感器和电动机等领域带来了新的发展机遇。
随着纳米技术的不断进步,磁性材料的纳米化将会成为未来的研究重点,这将有助于改善磁性材料的性能和功能,进而推动相关领域的发展。
除此之外,磁性材料在医疗领域的应用也受到了越来越多的关注。
例如,在磁性高分子材料的研究中,科学家们尝试将其应用于药物传递和治疗领域,以提高医疗器械的效率和治疗效果。
随着人们对健康的重视和生物医学技术的不断创新,磁性材料在医疗领域的应用前景将更加广阔。
综上所述,磁性材料作为一种重要的功能材料,在各个领域都有着广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和需求的不断增长,磁性材料的研究和开发将会变得更加重要。
未来,我们可以期待看到更多新型磁性材料的涌现,它们将为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
电磁屏蔽及微波吸收高分子材料的原理、研究进展及其应用前景牙齿晒太阳(QQ240942134)1.1课题研究背景及意义近年来,随着科学技术和电子工业的高速发展,各种数字化、高频化的电子电器设备如计算机、无线电通讯设备等不断的普及应用,它们在工作时电压迅速变化,向空间辐射了大量不同波长和频率的电磁波,由此而引起的电磁干扰,也称作电磁污染(Electro-Magnetic Interference, EMI)问题越来越严重,电磁辐射已成为继大气污染、水污染后的又一大严重污染[1,2]。
首先,与人们日常工作和生活密切相关的电磁辐射源如移动电话、计算机、微波炉、电视机等由于距离人体甚近,产生的强辐射会对人体健康构成威胁。
最新的研究发现,电磁波对人体的影响而产生的症状包括失眠、神经过敏、头痛、褪黑激素分泌减少以及脉搏减慢等,同时电磁波还会引起白血癌、脑癌、中枢神经癌以及痴呆等疾病的发生。
其次,电磁波容易影响精密电子仪器的正常工作,如导致误动、图像或声音障碍等,降低设备使用寿命。
据估计,全世界电子电气设备由于电磁干扰发生故障,每年造成的经济损失高达5亿美元。
再者,电磁波会导致信息泄漏,使计算机等设备无信息安全保障,直接危害国家信息安全。
有资料表明,在1000m范围内,普通计算机辐射带信息的电磁波可以被窃取并复原[3-6]。
使用屏蔽材料是一种简便、有效的抑制EMI的方法,传统的屏蔽材料通常使用标准金属及其复合材料,它们存在着缺乏机械加工性、价格昂贵、重量大、易腐蚀及屏蔽波段不易变换等缺点。
其屏蔽作用主要来自于反射损耗,金属的高反射虽然达到了屏蔽效果,但反射回来的高能量会对仪器本身造成一定的干扰,尤其在屏蔽阵地武器装备上仪器的电磁辐射时,更要考虑这种负效应,限制了它们在某些要求以吸收为主的领域内的应用。
随着高分子材料的不断开发和树脂成型工艺的日益完善,工程树脂制件以其价廉、质轻、加工性好、生产效率高等独特的优势在电子工业中倍受青睐,正在愈来愈多的取代原来的金属材料,作为电子电气设备的壳体、底板等结构件。
磁性聚合物微球研究进展邓勇辉1,汪长春1,杨武利1,胡建华1,金 岚1,褚轶雯1,府寿宽1*,沈锡中2(1.复旦大学高分子科学系,教育部聚合物分子工程实验室,上海 2000433;2.复旦大学附属中山医院消化科,上海 200032)摘要:磁性聚合物微球作为一种新型功能材料,在许多领域尤其是生物医药、生物工程等方面具有广阔的应用前景。
本文综述了近年来磁性聚合物微球的制备及应用等方面的最新进展。
关键词:磁性聚合物微球;制备;应用;研究进展引 言磁性聚合物微球是一种由磁性材料和非磁性聚合物材料复合而成的新型功能微球,其中磁性成分主要是铁、钴、镍,或者它们的氧化物以及合金等,非磁性聚合物材料可以是合成聚合物如聚苯乙烯和各种丙烯酸树脂或天然聚合物蛋白质、淀粉、葡聚糖、琼脂糖等,也可以是无机聚合物如二氧化硅等。
以无机聚合物作为非磁性组分的磁性聚合物微球方面的文献报道得不多,因此本文着重综述有机-无机复合的磁性聚合物微球,并将这类微球称为磁性聚合物微球。
磁性聚合物微球通常由无机磁性材料和有机聚合物材料构成,一方面,它具有有机聚合物微球的众多特性,如可通过共聚、表面改性等途径,赋予其表面多种反应性官能团(如羟基、羧基、氨基、醛基等),通过吸附或共价键合的方式与酶、细胞、药物等生物活性物质结合;另一方面,由于它具有超顺磁性可以很方便地在外加磁场作用下从介质中分离出来。
因此,磁性聚合物微球被广泛地应用作分离材料和载体,如免疫分析、固定化酶、靶向给药、细胞分离等。
另外磁性聚合物微球也被广泛应用于磁共振成影、磁记录、环境保护以及磁性塑料和磁性橡胶等领域。
1 磁性聚合物微球的分类磁性聚合物微球按照其结构特点可以大致分为以下几种类型,第一类,核壳式,即内核是无机磁性颗粒,外壳是聚合物,这种复合微球中,无机磁性颗粒完全被聚合物包埋,形成典型的核壳结构,如图1A所示;第二类,反核壳式,即内核是聚合物,外壳是无机磁性颗粒,在这类复合微球中无机颗粒通过静电作用或络合等方式沉积在聚合物微球的表面从而形成无机磁性壳层,如图1B所示;第三类,夹心式,即内外层均为聚合物,中间为无机磁性颗粒,这类复合微球往往是通过对第二类微球再包裹一层聚合物而制备的,如图1C所示;第四类,弥散式,即无机磁性颗粒遍布在聚合物微球中,如图1D所示,这类微球最早是由荷兰科学家Ugelstad等报道的。
材料化学的新进展和应用前景材料化学是一门涉及有机合成、无机合成、高分子化学等多个方面的学科,其发展历程与人类经济社会的发展息息相关。
随着科技的不断进步和人们需求的不断变化,材料化学的研究领域也在不断扩展,新的材料不断涌现,应用领域也变得越来越宽广。
本文将介绍材料化学的新进展和应用前景。
一、新进展1. 应用纳米技术制备的新型材料纳米技术是材料科学领域的一个重要分支,它以纳米级别的物质结构与性质为研究对象。
应用纳米技术制备的新型材料,具有其它材料不具备的优异性能。
例如,纳米颗粒可增强材料的硬度、强度和韧性,也可提高材料的导电性、光电性、磁性等性质。
同时,纳米材料也可应用于药物传递、生物成像、催化反应等诸多方面。
2. 灵敏材料的发展灵敏材料是指能够对外界变化做出响应的材料。
近年来,随着传感技术的不断发展,灵敏材料的应用也逐渐扩展到了健康监测、环境监测、自动控制等领域。
例如,一些被动的材料,如聚合物、金属氧化物等,在受到外界刺激后会发生形态、结构等的改变,从而产生所需的信号。
这些灵敏材料可根据特定目的进行设计和合成,提高其响应性和灵敏度。
3. 新型光电材料的研究光电材料是指应用于光电技术领域的材料,例如太阳能电池、光导纤维等。
最近几年,由于人们对可再生能源的需求不断增加,光电材料的研究受到越来越多的关注。
其中,有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等新型光电材料成为研究的热点。
这些新型光电材料通过对光吸收、电荷传输等机制的探究和优化,提高了其能效、稳定性和经济性。
二、应用前景1. 生物医学领域材料化学在生物医学领域中的应用前景非常广阔。
例如,现在有研究人员利用生物降解性聚合物材料制备了各种类型的修复材料,具有生物兼容性、机械性能优异、生物活性等优点。
此外,纳米材料也可应用于生物成像、药物控释、癌症治疗等方面:通过纳米材料的特殊性质实现对癌细胞的识别、灭活,使治疗更加定位、安全和有效。
2. 环境保护领域近年来,由于人们对环境保护的日益重视,材料化学在环境领域中的应用也越来越受到关注。
纳米材料及纳米Fe3O4磁性材料的研究纳米是一个长度单位,1nm=10-9m。
纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1-100nm。
当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。
纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。
按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。
其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。
按纳米尺度在空间的表达特征,纳米材料可分为零维纳米材料即纳米颗粒材料、一维纳米材料(如纳米线、棒、丝、管和纤维等)、二维纳米材料(如纳米膜、纳米盘和超晶格等)、纳米结构材料即纳米空间材料(如介孔材料)。
按形态,纳米材料可分为纳米颗粒材料、纳米固体材料(也称纳米块体材料)、纳米膜材料以及纳米液体材料(如磁性液体纳米材料和纳米溶胶等)。
按功能,纳米材料可分为纳米生物材料、纳米磁性材料、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料以及纳米环保材料等。
当材料的结构具有纳米尺寸调制特征时,将呈现许多特异的性能。
下面以纳米Fe3O4磁性材料为例。
一、Fe3O4的介绍:磁铁矿Fe3O4是一种简单的铁氧化物,是一种非金属磁性材料,它是反尖晶石型结构。
磁铁矿可以写成【Fe3+】+【Fe2+Fe3+】O4,磁铁矿中每个Fe3+离子有五个3d电子,它们是自旋平行的,因此其磁矩为5.92BM,但由于在四面体空隙中Fe3+离子和八面体空隙中是我Fe3+磁矩取向相反,这就是它们的磁矩全部抵消。
铁氧体磁性材料是由金属氧化物组成的,可用MO。
XFe2O3表示,其中M是二加劲属离子,如:Fe,Mn,Co,Ni,Mg,Ba等,而X可取1,2,3,4,6。
事实上,铁氧磁性材料的自发此话与其中的金属氧化物的自发磁化密切相关。
现以MnO为例说明金属氧化物的间接交换作用,以进一步说明铁氧体材料中的自发磁化。
磁性复合材料及其应用摘要:纵观人类历史发展发现,材料是体现人类进步的重要物质基础。
每种重要的新型材料的应用,都会将人类支配和改造自然地能力提高到一个新的水平。
现在,人们又发现了一种新的材料复合材料他是一种由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
复合材料既可以保持原材料的某些特点,又能发挥组合后的新特征,最重要的是它可以根据需要自行设计,从而最合理的达到使用所要求的性能。
目前,关于功能性复合材料的研究有很多,如导电复合材料、磁性复合材料、耐火复合材料、耐高温复合材料、仿生复合材料、智能复合材料、纳米复合材料等,还有一些增强体纤维等等。
1.磁性复合材料简介磁性复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型高分子功能材料,是现代科学技术领域的重要基础材料之一。
磁功能复合材料按组成可分为结构型和复合型两种,结构型磁功能复合材料是指聚合物本身具有强磁性的磁体;复合型磁功能复合材料是指以橡胶或塑料为粘合剂与磁性粉末混合粘结加工而制成的磁体。
磁性复合材料的主要优点是:密度小、耐冲击强度大,制品可进行切割、钻孔、焊接、层压和压花纹等加工,而且使用时不会发生碎裂。
它可以采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工,易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品,可成型带嵌件制品,对电磁设备实现小型化、轻量化、精密化和高性能化的目标起着关键的作用,因而越来越多为人们所重视,是一种很有前途的基础功能材料。
磁性复合材料是以高聚物或软金属为基体与磁性功能体复合而成的一类材料。
聚合物基磁性复合材料主要由强磁粉(功能体)、聚合物基体(黏结剂)和加工助剂三大部分组成。
由于磁性材料有软磁和硬磁之分,因此也有相应的软磁和硬磁复合材料。
典型的永磁材料包裹永磁铁氧体、铝镍钴以及稀土永磁材料。
1.1 复合型磁性复合材料复合型磁功能复合材料主要是由树脂及磁粉构成。
其中树脂起粘结作用,磁粉是磁性的主要受体,目前用于填充的磁粉主要是铁氧体磁粉和稀土永磁粉。
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。
而这种新型的聚合物磁体是用金属钒与四氰乙烯塑料聚合而成,可以在不高于77℃的温度下保持稳定的磁性,其密度只有金属磁体的(1/8)~(1/10),因而质轻,是替代汽车、飞机和电工仪器等中的金属磁体和磁体线圈的理想磁性材料。
目前,大多数结构型高分子磁性材料只有在低温下才具有铁磁性,这类材料目前尚处于理论研究阶段。
但这一类高分子磁性材料与传统的磁铁相比具有很多优点:①结构多样,易于用化学方法对分子进行修裁而改变其磁性;②磁性能多样;③可以将磁性和其它如力学性能、光性能、电性能等特性相结合;④可以用常温或低温方法合成;⑤易于加工成型,可以制成许多传统磁体难以实现的器件;⑥密度低。
这些特点使结构型高分子磁性材料作为新型光电功能材料具有广阔应用前景。
结构型高分子磁性材料目前主要的研究种类有具有高自旋多重度的高分子磁性材料、含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、多功能化的高分子磁性材料等。
4.复合型磁性高分子材料]10[2][1[复合型磁性高分子材料是已实现商品化生产的重要磁性高分子材料,复合型磁性塑料之所以具有磁性,完全是填料磁粉的作用。
目前研究和应用较多的是铁氧体类高分子磁性材料、稀土类高分子磁性材料和磁性高分子微球。
⑴铁氧体类高分子磁性材料填充铁氧体类磁粉制作的磁性塑料属于铁氧体类磁性塑料,所用的铁氧体磁粉一般为钡铁氧体(BaO·6Fe2O3)和锶铁氧体(SrO·6 Fe2O3),但以使用单畴粒子半径大、磁各向异性常数大的锶铁氧体磁粉为佳。
铁氧体磁性塑料是将选定的磁粉与树脂、增塑剂、稳定剂和润滑剂等混合后,制的成膜物,再采用压制、挤出或注射成型等方法将模塑物成形。
然后经二次加工,在强磁场中使用磁化而制得的一种复合型磁性塑料。
铁氧体磁性塑料具有质量轻、柔韧,成型收缩小,制品设计灵活,可制成薄膜或复杂形状,宜于连续成型和批量生产,不需后加工,并可加入嵌件,可进行双色成型和整体成型等优点。
并且,可通过改变磁粉含量来控制磁性的大小。
其缺点是磁性差、大量填充磁粉影响材料强度等。
铁氧体磁性塑料主要用于电器,日用品,并且正在想电子工业领域发展,在计算机软盘、电机、复印机显影辊、复印机定影辊、汽车仪表集成、机械手、机器人的控制元件方面已经取得了传统的烧结磁体。
铁氧类磁性塑料在家用电器方面可用于电视剧、录像机、电冰箱、洗衣机、吸尘器等设备的电器零件。
⑵稀土类磁性塑料填充稀土类磁粉制作的高分子磁性材料属于稀土高分子磁性材料。
稀土类高分子磁性材料因受价格、资源的影响目前产量还不大,其主要问题是受价格和资源的影响。
稀土类磁性塑料有热固性和热塑性两种,前者使用环氧树脂系胶结剂,后者则使用尼龙、聚乙烯、EVA等作胶黏剂。
使用的稀土类合金磁粉有两种类型:1对5型和2对17型。
1对5型主要是SmCo; 2对17型主要为SM(Co、Cu、Fe、M、M=Zr、Hf、Nb、Ni、Mn等)。
稀土类磁性塑料与烧结型稀土类磁铁相比,虽然在磁性和耐热性方面较差,但其成型性和力学性能优良,特别是组装和使用方便,废品率低,这是烧结磁铁所无法比拟的。
稀土类高分子磁性材料的磁性虽不如稀土类烧结磁铁,但优于铁氧体类烧结磁铁,其力学强度、耐热性能和磁性能均优于铁氧体类高分子磁性材料。
稀土类高分子磁性材料的加工性能较出色,可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求, 将成为今后复合型高分子磁性材料发展的方向。
随着电气工业的发展,对电子部件提出了小型、高性能、低成本的要求,稀土类磁性塑料就是为适应这一需求而研究并工业化的,它正在取代铁氧体、稀土等烧结磁铁,广泛应用于回转装置、音响设备、计量测试、通信设备及日用品等领域。
⑶磁性高分子微球]9][6][5[所谓磁性高分子微球是指通过适当的方法使聚合物与无机物结合起来,形成具有一定磁性及特殊结构的微球。
由于磁性高分子微球在磁性材料、细胞生物学、分子生物学和医学等诸多领域显示出了强大的生命力。
①磁性高分子微球的分类目前国内外的研究状况,将磁性高分子微球分成如图1所示的三大类,作为核或壳的聚合物也可以是复合结构,如作为核的聚合物有核壳形的结构,而作为壳的聚合物也可以是多层结构;以无机物为核的磁性高分子微球其核可以是复相结构,以无机物为壳的磁性高分子微球,在聚合物的表面分布也可以有不同的形式。
②磁性高分子微球的制备方法磁性高分子微球的制备方法很多,如包埋法、单体聚合法、化学液相沉积法等,以及最新的生物合成法。
③磁性高分子微球的应用由于磁性高分子微球具有磁性,在磁场作用下可定向运动到特定部位,或迅速从周围介质中分离出来具有磁响应性和不同的表面功能性,因此自 70 年代中期以来,磁性高分子微球不但在细胞分离、固定化酶、免疫测定、生物导弹、脱氧核糖核酸(DNA)分离及核酸杂交等领域得到广泛的研究,而且在有机和生化合成、环境/食品微生物检测等方面的应用研究也日益增多。
(详细内容在下文中介绍)由于磁性高分子微球在磁性材料、细胞生物学、分子生物学和医学等诸多领域显示出了强大的生命力。
5.磁性高分子材料的应用与发展]14][13][8[由于磁性高分子材料的高速发展,其应用领域不断的大,已经应用于日常生活和高新技术等领域。
如下就是磁性高分子材料所应用于各个领域之中。
⑴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。
日本铁道综合技术研究所开发出利用磁性橡胶的磁性复合型减振材料。
德国大陆轮胎公司将磁粉混入轮胎侧胶料形成磁性胶条,再通过轮胎胎侧扭力测量装置采用传感器从旋转轮胎胎侧的磁性胶条上采集信号,以获取大量有关汽车和路面之间力的有用数据,有利于驾驶员在不同路况下对车的控制。
⑵磁性塑料磁性塑料又称塑料磁铁,兼有磁性材料和塑料的特性。
根据填充磁粉类型可分为铁氧体类磁性塑料和稀土类磁性塑料。
由于磁性塑料机械加工性能好、易成型,且尺寸精度高、韧性好、重量轻、价格便宜、易批量生产,因此对电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化有重大意义。
它可以记录声、光、电信息,因而广泛用于电子电气、仪器仪表、通讯、日用品等诸多领域,如制造彩色显像管会聚组件、微电机磁钢、汽车仪器仪表、分电器垫片和气动元件磁环等。
⑶医学、诊断学领域的应用]5[磁性高分子微球能够迅速响应外加磁场的变化,并可通过共聚赋予其表面多种功能基团(如-OH,-COOH,-CHO,-NH2)从而联接上生物大分子、细胞等。
因此,在细胞分离与分析、放射免疫测定、磁共振成像的造影剂、酶的分离与固定化、DNA的分离、靶向药物、核酸杂交及临床检测和诊断等诸多领域有着广泛的应用,比如在医疗卫生业,磁性高分子塑料可用于各种磁疗保健用品,如磁疗床垫、磁疗转子等。
⑷光导功能材料磁性粒子(包括磁珠、磁性高分子微球等)具有磁响应性,在外加磁场的作用下可以很方便地分离。
另外它具有比表面积大、表面特性多样的特点,可以结合各种功能物质。
酞菁类化合物作为有机光导功能材料,具有价廉、稳定、低毒和广泛的光谱响应的特点。
然而它的不溶性和难以成膜性却妨碍了它的深入研究和实际应用。
研究最多的解决办法即将酞菁分子共价结合到磁性聚合物链上:在磁性高分子粒子表面接上酞菁功能基,利用酞菁分子的光导性作为检测信号来获取生物活性分子间的相互作用信息,进而应用于临床检测诊断。
⑸免疫测定免疫测定的目的是确定溶液中免疫活性分子,如抗原、抗体的浓度。
研究者利用磁性高分子微球比表面积大,易分离,表面可功能化等优点将其用于免疫测定,例如用于氨甲蝶呤、甲状腺素、催乳激素、地谷新等的放射免疫测定(RIA);内质醇(氢化可的松)的荧光免疫测定(FIA);VB12 的非放射免疫测定(Non-RIA)等。
与传统方法相比,它们具有特异性好,灵敏度高,准确性好的优点。
将磁性微球用于免疫电化学发光分析,对食品和环境水样中的大肠杆菌和沙门氏伤寒菌进行了快速准确的测定;利用硅烷化正铁盐进行放射性免疫测定。
⑹生物导弹]5[磁性药物微球是磁性药物制剂的一种类型,是靶向给药系统的新剂型。
在磁性纳米粒子表面涂覆高分子,再与蛋白质相结合。
以这种磁性纳米粒子作为药物的载体,然后静脉注射到动物体内,在外加磁场下通过纳米微粒的磁性导航,使其移向病变部位,就可达到定向治疗的目的。
动物临床实验证实,带有磁性的纳米微粒是发展这种技术的最有前途的对象。
异位栓塞及梗死是介入治疗仍有待解决的严重并发症,磁控血管内磁性微球栓塞具有磁控导向,靶位栓塞等优点,为解决上述难题提供了新的途径。
惠旭辉等用自制的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)磁性微球血管内栓塞效果及对血细胞的影响进行研究,术中栓塞观察:注射磁性微球后均有磁栓固位于磁控处股动脉管腔内,形成灰黑色栓塞,栓塞以下动脉搏动消失,颜色苍白。