磁性功能高分子简介
功能高分子名词解释
功能高分子名词解释功能高分子是指具有特定功能的高分子化合物。
高分子化合物是由重复单元组成的长链状分子，具有较高的分子量和相对较大的分子尺寸。
功能高分子通过在高分子结构中引入特定的官能团或化学基团，赋予了高分子材料特定的性能和功能。
功能高分子可以根据其特定的功能进行分类和解释。
以下是几种常见的功能高分子及其解释：1. 吸附剂，功能高分子可以具有吸附其他物质的能力，如吸附有害气体、重金属离子或有机污染物等。
这些高分子通常具有大的表面积和良好的吸附性能，可用于环境净化、废水处理等领域。
2. 催化剂，功能高分子可以具有催化反应的能力，促进化学反应的进行。
这些高分子通常具有特定的催化活性中心或催化剂团，可用于催化合成、催化加氢等化学过程。
3. 传感器，功能高分子可以具有感知和响应外部刺激的能力，如温度、湿度、光线等。
这些高分子通常通过结构上的改变或物理性质的变化来实现信号的转换和传递，可用于传感器、智能材料等领域。
4. 控释剂，功能高分子可以具有控制释放物质的能力，如药物、香料、肥料等。
这些高分子通常通过控制物质的扩散、溶解或降解速率来实现控制释放，可用于医药、食品、农业等领域。
5. 增韧剂，功能高分子可以具有增强材料韧性和耐冲击性的能力。
这些高分子通常通过在高分子基体中引入弹性体颗粒或交联结构来增加材料的韧性和延展性，可用于塑料、橡胶等领域。
6. 电子材料，功能高分子可以具有导电、光电或磁性等特殊电子性质。
这些高分子通常通过在高分子结构中引入共轭结构或特定的电子基团来实现，可用于电子器件、光电器件等领域。
以上只是功能高分子的一些常见例子，实际上功能高分子的种类和应用非常广泛。
它们在材料科学、化学工程、生物医学等领域都具有重要的应用价值，为我们的生活和科技进步做出了贡献。
磁性高分子材料
生物体中的药物定向输送 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 近年来，低磁的高频、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。
原位法制备得到样品拉伸断面扫描电镜图
纯有机铁磁体 纯有机铁磁体是不含磁性金属元素的氮氧自由基铁 磁性有机聚合物。因不含任何无机金属离子，该类 磁体的磁性机理及材料合成出现了很多新概念和新 方法。
磁性高分子微球
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。
应用研究方向
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，可大大提高磁记录的密 度，以开发高存信息的光盘和磁带等功能记忆材料。
磁控传感器的开发 利用磁场变化控制的开发是磁性高 分子重要的应用方向。
化学转化法：能改善前两种方法存在的缺陷，如粒度难于 控制、磁粉分布不均匀、磁性较弱等，是比较好的制备方 法。
实例介绍
Fe3O4/聚乙烯磁性复合材料 以聚丙烯酸作为分散剂的四氧化三铁粒子／ＨＤＰ Ｅ复合材料的拉伸和冲击性能普遍优于纯ＨＤＰＥ。 铁氧化粒子／聚乙烯复合材料相对于纯的聚乙烯， 阻燃性能得到提高。
制备方法
复合型磁性高分子材料 制备磁性树脂主要有共混、原位聚合和化学转化三 种方法。
共混法：比较成熟，例如将聚乙烯、对苯二甲酸脂与 SrO6Fe2O3磁粉、可塑剂、稳定剂、表面处理剂共混制备 聚脂单纤维丝。 原位聚合法：使聚合物单体在活化处理过的磁粉表面聚合， 形成以磁粉为核、聚合物为包复层的复合磁性粒子，磁性 粒子在聚合物单体中分散均匀。这种磁性粒子可进一步制 成体型材料，也可单独作为功能材料（磁性高分子微球） 应用。
高分子定义及简介
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％。
按照功能来分类1化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等.2.物理功能导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体）、高介电性高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等.3.复合功能高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等.4.生物、医用功能抗血栓、控制药物释放和生物活性等 .按照功能特性通常可分成以下几类（1）分离材料和化学功能材料（2）电磁功能高分子材料（3）光功能高分子材料（4）生物医用高分子材料编辑本段离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。
经过各种官能化的聚苯乙烯树脂，含有H 离子结构，能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂，含有OH一离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。
它们主要用于水的处理。
离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。
编辑本段高分子催化剂和高分子试剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。
它具有魔法般的催化性能，反应在常温、常压下进行，催化活性极高，几乎不产生副产物。
目前，人们试图用人工合成的方法模拟酶，将金属化合物结合在高分子配体上，开发高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。
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。
高分子材料的磁性与磁响应性能研究
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。
磁性高分子综述
磁性高分子姓名：于倩(常州轻工职业技术学院常州 213164)摘要：从磁性高分子材料的分类，特点，应用等方面对磁性高分子进行简单的介绍，其中包括对磁性高分子微球认识，对磁性塑料、磁性橡胶的简单认识以及对磁性高分子在未来的发展前景有简单的介绍，从而进一步了解磁性高分子。
关键词：功能高分子磁性高分子1基本磁现象1．1磁极：同性相斥，异性相吸。
1.2 N, S极不能单独存在2、磁性材料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[1]。
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。
传统无机磁性材料的缺点：a、必须经过高温冶炼过程；b、比重大；c、韧性差；d、硬度高；e、加工成型困难；f、磁损耗大；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。
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；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[2]。
3、磁性高分子的分类磁性高分子材料通常可分为复合型磁性高分子材料和结构型磁性高分子材料。
3．1复合型磁性高分子高分子材料+各种无机磁性物质复合而成[3]，可分为粘接磁铁、磁性高分子微球以及磁性离子交换树脂等。
3.1.1粘结磁铁所谓粘接磁铁，是指以塑料或橡胶为胶黏剂，将磁粉混入其中而成的所需形状的磁铁。
按所用胶黏剂的不同，分为橡胶型和合成树脂型两种，前者为磁性橡胶，后者为磁性塑料。
3.1.2磁性高分子微球磁性高分子微球的研究始于二十世纪70年代，它除具有高分子微粒子的特性，可通过共聚、表面改性，赋予其表面多种反应性功能基(如：—OH、—COOH、—CHO、—NH2 等)，还因具有磁性，可在外加磁场的作用下方便地分离，国外有学者将其形象地称为动力粒子。
功能高分子-第八章 磁性高分子材料
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)。
磁性高分子材料介绍及应用
磁性高分子材料介绍及应用
磁性高分子材料介绍及应用
磁性塑料主要是指以塑料或橡胶为粘合剂制成的磁体，是20 世纪70 年代发展起来的一种新型高分子功能材料。
磁性塑料具有密度小、耐冲击强度大的特点，其制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，使用中不碎裂。
它可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，
对电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化起着关键作用。
全球磁性塑料的产量以每年10%-14%的速度递增。
铁氧体磁性塑料、粘结NdFeB、粘结稀土材料是磁性塑料的主要品种，其中产量增长最快的是各向同性粘结NdFeB 材料。
近几年开发的稀土类磁性塑料产量还比较小，如美国的稀土类磁性塑料约占其磁性塑料总量的10%，日本则仅占1.4%，但发展速度极快。
与传统的烧结型稀土磁体相比，稀土类磁性塑料虽然磁强度和耐热性稍差，但成型性及力学性能优异，组装和使用方便，废品率低。
我国的磁性塑料发展较晚，20 世纪80 年代初从国外引进电冰箱门封条生产线后，国内开始研制。
应用较多的是铁氧体磁性塑料和稀土类磁性塑料，使用的树脂主要有尼龙6、尼龙66、CPE、PE、PP、EVA、EPS、热固性树脂等。
随着生产技术的日趋完善，磁性塑料正以其特有的优势广泛应用于电子、电气、仪器、仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领域，产量和需求量不断增加，具有很大的发展潜力。
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高分子磁性微球
磁性微球磁性高分子微球是近年发展起来的一种新型磁性材料，是通过适当方法将磁性无机粒子与有机高分子结合形成的具有一定磁性及特殊结构的复合微球。
磁性复合微球不仅具有普通高分子微球的众多特性还具有磁响应性，所以不仅能够通过共聚及表面改性等方法赋予其表面功能基(如-OH、-COOH、-CHO、-NH2,等)，还能在外加磁场作用下具有导向功能。
目前，磁性复合微球已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等诸多领域。
一、功能化高分子磁性微球具有生物活性的高分子生物材料是高分子功能团, 可以作为生物活性物质的载体,另一方科学与生命科学之间相互渗透而产生的一个重面又因其具有超顺磁性, 在外加磁场的作用下要的边缘领域, 是近50年以来高分子科学发展能快速、简单的分离, 使其在生物工程(固定化的一个重要特征。
功能化的高分子磁性微球一酶)、生物医学(靶向药物、酶标、临床诊断)、细胞方面因其具有能够与生物活性物质反应的特殊学(细胞分离、细胞标记)等领域的研究日益活跃,并显示出较好的应用前景。
（1）功能化磁性微球与生物大分子的作用机理包覆磁性颗粒的高分子材料带有多种具有反应活性的功能基团, 如羧基(—COOH)、羟基(—0H)、氨基(—N H2)、巯基(—SH)等, 这些功能基团能够与生物高分子(氨基酸、蛋白质、酶等)中的活性基团共价结合, 从而实现磁性微球作为生物载体的功能。
同时通过磁性微球的功能基团也可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子,如特异性配体、单克隆抗体等, 通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合, 在细胞摄粒作用下进入细胞内, 可实现安全有效地用作靶向性药物、基因治疗、细胞表面标记、同位素标记等。
瑞典皇家理工学院的Mikhaylova等[ 3] 利用表面含有的—NH 2功能团的磁性微球运载BSA (牛血清蛋白), 先将功能基团—N H2 修饰到磁性纳米颗粒表面, 然后将BSA 中的—COOH 活化,利用—CO OH 和磁性微球表面的—NH2 形成肽键,从而实现磁性微球对BSA 的运载。
有机高分子磁性材料
四川大学
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（二）结构型
（2）含大π键体系的化合物的高分子磁性材 料：通过π共轭系统的电子自旋间交换相互作 用比小分子级别的有机自由基的空间相互作用 强得多。
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（二）结构型
含富勒烯结构：1991年发现了第一个软铁磁性 的结构型高分子磁性材料[Ｃ60ＴＤＡＥ0.86],Ｔ ＤＡＥ是四(二甲氨基)乙烯,其Ｔｃ=16.1Ｋ 。 这个结构型高分子磁性材料的矫顽力为零,即 完全没有磁滞现象,是一个非常软的结构型高 分子磁性材料 (H3C)2N N(CH3)2
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三、应用
医学、诊断学领域的应用
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，－)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。
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三、应用
医学、诊断学领域的应用
例如，以改良的纤维素多糖(CAEB)-聚苯酐(PAPE)共聚 物为骨架，利用包埋的方法制成了三层结构(骨架材料/磁 性材料/药物)的磁性顺铂微球。用这种方法制备的磁性顺 铂微球具有良好的药物控释特性，对于治疗恶性肿瘤具有 极高的应用价值。
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四、展望
四川大学
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一、引言
1963年，美国加州理工学院的McConnell预言有 机化合物中存在着铁磁性的相互作用。 1986年，前苏联科学家Ovichinnikov首次报道 有机铁磁性材料 Poly-BIPO：
HO C C C C OH
N
N
磁性高分子材料-88
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。
功能化高分子磁性微球的机理及制备
功能化高分子磁性微球的机理及制备林青材科091班摘要磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功能高分子材料。
它具磁性粒子和高分子粒子的特性,在外加磁场的作用下既可方便地从介质中分离, 又因其表面积大、表面特性多样的优点可通过对其表面进行改性从而赋予其表面多种功能基，进而结合各种功能物质，在各个领域得到广泛应用。
本文就功能化磁性微球的作用机理及制备做了简要综述关键词磁性微球纳米颗粒功能化0 前言磁性高分子微球是指通过适当的方法使有机高分子与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的微球。
具有生物活性的高分子生物材料是高分子科学与生命科学之间相互渗透而产生的一个重要的边缘领域, 是近50 年以来高分子科学发展的一个重要特征。
功能化的高分子磁性微球一方面因其具有能够与生物活性物质反应的特殊功能团, 可以作为生物活性物质的载体, 另一方面又因其具有超顺磁性, 在外加磁场的作用下能快速、简单的分离, 使其在生物工程、生物医学( 靶向药物等) 、细胞学( 细胞分离、细胞标识) 等领域的研究日益增多, 具有较好的应用前景。
1 功能化磁性微球与生物大分子的作用机理包埋着磁性粒子的高分子材料具有多种有反应活性的功能基团, 如羧基( -COOH ) 、羟基( -0H) 、氨基( -NH 2 ) 等, 他们都能够与生物高分子(如氨基酸、蛋白质、催化酶等) 中的活性基团进行共价结合, 从而实现磁性微球作为生物载体的功能。
同时通过磁性微球的功能基团也可在颗粒表面偶联特异性的靶向分子(如特异性配体、单克隆抗体等), 靶向分子和细胞表面的特异性受体结合, 在细胞摄粒作用下进入细胞内, 可实现安全有效地用作靶向性药物、基因治疗、细胞表面标记、同位素标记等。
瑞典皇家理工学院的Mikhaylova 等曾运用表面含有的-NH2的磁性微球来运载BSA( 牛血清蛋白) ,他们先将-NH2修饰到磁性纳米颗粒的表面, 然后再将BSA 中的羧基进行活化, 羧基和氨基形成肽键, 从而实现磁性微球运载BSA 。
磁性高分子材料-结构化学分析
的介质中经过机械分散,悬浮交联形成的微小的球状磁体。
2、具有磁性和超导性能的有机塑料
3、其他
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结构型磁性高分子--某些芳香族自由基和烯烃自由基具
有大的正原子或负原子自旋密度，通过分子自旋离域和 自旋极化。 自由基在晶体中形成正反自旋区域相间分布，当正自 旋密度远大于负自旋密度就可出现铁磁耦合而显示出磁 性。
纯有机铁磁体
高分子金
属络合物 电荷转移复合物
例：纯有机铁磁体
在poly-BIPO结构中，主链是一简单的反式聚乙炔结构
磁性高分子材料
目 录
1 2
3 4
磁性的物理机制
磁性高分子的分类和构成
磁性高分子的应用
研究热点
一、物理机制
物质的磁性
物质具有不同磁性，首先是源于物质内部的电子组 态，其次是源于化学成分、晶体结构、晶粒组织和内 应力等因素，引起磁矩排列情况不同。
电子磁矩
对于l =0, 1, 2, 3……等不同的亚层，有0，±1, ……, ±l个电子轨道
poly-BIPO的基本结构
三、应 用
在磁性功能高分子材料领域中，真正已实用的主要是 复合型高分子磁性材料，结构型高分子磁性材料还处于 研究探索阶段。
磁性画板
磁性飞镖
磁性粒子在生物分离上的应用
磁性微粒在生物医学检测中的应用
四、研究热点
1、磁性离子交换树脂
它是用聚合物粘稠溶液与极细的磁性材料混合,在选定
不同亚层的电子云形态，由左到右依次为是，s，p，d。
轨道磁矩
存在没有填满的轨道，原子就会存在轨道磁 矩 根据电子层数和电子分布的 原则，电子的填充次序可以 表示为1s，2s，2p，3s，3p， 3d，4s，4p，4d，……
磁性高分子材料
目 录
• 引言 • 磁性高分子材料的分类 • 磁性高分子材料的制备方法 • 磁性高分子材料的性能研究 • 磁性高分子材料的发展前景与挑战
01 引言
磁性高分子材料的定义
01
磁性高分子材料是指同时具有磁 性和高分子特性的材料，通常由 磁性颗粒和高分子基体复合而成 。
02
磁性颗粒在材料中起到磁响应作 用，而高分子基体则提供良好的 加工性和机械性能。
一种常用的制备磁性高分子材料的方法
详细描述
化学共沉淀法是通过向含有金属阳离子和有机聚合物的溶液中加入沉淀剂，使金属离子和有机聚合物 同时沉淀析出，形成磁性高分子材料。该方法操作简便，可制备出粒径均匀、分散性好的磁性高分子 材料。
溶胶-凝胶法
总结词
一种制备纳米级磁性高分子材料的方法
详细描述
溶胶-凝胶法是利用金属盐或金属醇盐作为前驱体，在溶液中水解形成溶胶，然后通过凝胶化过程形成凝胶，再 经过热处理制备出磁性高分子材料。该方法可制备出粒径小、分散性好的磁性高分子材料，但制备过程较为复杂。
磁畴结构
磁性高分子材料的磁畴结构对其磁学性能有显著影响。了 解磁畴的形成、发展和演化规律有助于优化材料的磁学性 能。
磁相互作用
磁性高分子材料内部的磁性粒子之间存在相互作用，这种 相互作用会影响材料的磁学性能。研究磁相互作用有助于 理解材料的磁学行为并优化其性能。
电学性能
01 02
电导性
部分磁性高分子材料具有导电性，其电导率受到材料内部电子传输机制 的影响。了解电导性与磁学性能之间的关联有助于开发具有优异电学性 能的磁性高分子材料。
详细描述
微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂在表面 活性剂的作用下形成微乳液，然后在微乳液 中加入磁性物质，经过一定处理制备出单分 散磁性高分子材料。该方法可制备出粒径小、 单分散性好、磁性能高的磁性高分子材料， 但制备过程较为繁琐。
磁性高分子材料
磁性高分子材料目前广泛应用的磁性材料是磁铁矿烧结成磁性材料，其中以含铁族和稀土元素为主。
由于其资源丰富、价格低廉、磁性能好等原因，目前仍在工业电器以及电动设备中得到广泛应用，但是因其密度大、脆硬、变形大、难以制成精密制品等缺点，所以对高分子磁性材料的研究成为一个重要方向。
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。
高分子磁性材料的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。
1.磁性高分子材料的分类磁性高分子材料通常可分为复合型和结构型两种。
前者是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制得的磁性体，如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等；后者是指不用加入无机磁性物，高分子结构自身具有强磁性的材料，由于比重小、电阻率高，其强磁性来源与传统无机磁性材料很不相同,因此具有重要的理论意义和应用前景。
1.1复合型磁性高分子材料复合型磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种复合型材料。
复合型高分子磁性材料分为树脂基铁氧体类高分子共混磁性材料和树脂基稀土填充类高分子共混磁性材料两类，简称为铁氧体类高分子磁性材料和稀土类高分子磁性材料，目前以铁氧体类高分子磁性材料为主。
1.1.1铁氧体类高分子磁性材料铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点，可制成薄壁或复杂形状的制品。
但是其磁性不仅比烧结磁铁的差,也比稀土类磁性塑料的差。
如果大量填充磁粉，制品的加工性和强度都会下降。
所以铁氧体类高分子磁性材料主要用于家电和日用品。
1.1.2稀土类高分子磁性材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。
功能高分子定义
功能高分子定义功能高分子是一种特殊的高分子材料，具有多种优异的性能和功能，广泛应用于各个领域。
本文将从定义、分类、特点、应用等方面进行介绍。
一、定义功能高分子是指经过改性或设计，具有特定性质和功能的高分子材料。
它可以通过合成、改性或掺杂等方法来赋予高分子材料新的性能和功能，如电、磁、光、热、机械、化学等多种性质和功能。
二、分类根据功能高分子的性能和功能，可以将其分为多种类型，如下：1.电性功能高分子：具有导电、绝缘、储能、放电等性能，如聚苯胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸等。
2.磁性功能高分子：具有磁性、磁导率、磁阻等性能，如聚合物磁性材料、磁性纳米粒子等。
3.光学功能高分子：具有透明、发光、荧光、折射、散射等性能，如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺等。
4.热性功能高分子：具有热稳定性、耐热、阻燃、导热、保温等性能，如聚酰亚胺、聚丙烯、聚氨酯等。
5.机械性功能高分子：具有强度、韧性、硬度、弹性等性能，如聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯等。
6.生物医用功能高分子：具有生物相容性、生物降解性、药物控制释放等性能，如聚乳酸、聚酯、聚酰胺等。
三、特点功能高分子具有以下特点：1.多重性能：功能高分子具有多种性能和功能，可以根据需要进行设计和调整，满足不同领域的需求。
2.可控性：功能高分子的性能和功能可以通过不同方法进行控制和调整，如合成方法、改性方法、掺杂方法等。
3.可再生性：功能高分子具有可再生性和可回收性，可以减少资源浪费和环境污染。
4.应用广泛：功能高分子可以应用于各个领域，如电子、医疗、能源、环保、汽车、建筑等。
四、应用功能高分子的应用非常广泛，主要包括以下领域：1.电子领域：功能高分子可以用于制备电池、超级电容器、导电材料、光电材料等。
2.医疗领域：功能高分子可以用于制备人工器官、医用材料、生物传感器等。
3.能源领域：功能高分子可以用于制备太阳能电池、燃料电池、储能材料等。
4.环保领域：功能高分子可以用于制备催化剂、吸附材料、膜材料等。
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磁性功能高分子简介厦门大学化学化工学院温庆如 04300066 摘要综述磁性功能高分子的发展概况，简要介绍磁性功能高分子的分类及应用领域，展望磁性功能高分子的发展前景。
关键词磁性功能高分子复合型磁性高分子材料结构型磁性高分子材料1、前言进入20世纪80年代以来,一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。
新材料的开发重点是功能材料、高性能陶瓷材料和复合材料。
在功能材料中, 功能高分子材料占有举足轻重的地位,其内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料,并将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。
对功能高分子材料,目前尚无明确的定义,一般认为,是指除了具有一定的力学性能之外,还具有特定功能(如导电性、电磁性、催化性和生物活性等)的高分子材料。
现代多学科交叉的特点促进了功能高分子材料的研究与发展,从功能及应用上可将功能高分子材料大致分为以下几类: 电磁功能高分子材料、生物医用高分子材料、化学功能高分子材料和光功能高分子材料。
在人类的材料发展史上，磁性材料领域曾长期为含铁或稀土金属元素的合金和氧化物等无机磁性材料所独占。
但由于传统磁性材料必须经过高温冶炼才能得到应用,而且密度大,精密加工成型很困难,加工过程中的磁损耗很大等原因,使得传统磁性材料在高新技术和尖端科技应用受到很大限制。
20世纪80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Ovchinnikov，西班牙的F.Palacio，日本的T.Sugano，法国的Kahn等为此作出了巨大的贡献。
高分子磁性材料因为其结构种类呈现多样性,较适合通过化学方法合成得到磁性能与力学性能、光性能、电性能均较好的综合性能。
这类磁性材料还具有磁损耗小和特轻质磁性等特点,很适合应用在超高频装置、超高密度存贮材料、吸波材料、微电子工业和宇航等领域。
随着社会发展和科技进步，磁性高分子材料的合成和应用研究成果层出不穷，已成为当今功能高分子材料研究领域中的热点之一。
2、磁性功能高分子材料的分类磁性高分子材料主要分为复合型和结构型两大类。
复合型磁性高分子材料[5]、[6]是指以高分子材料与各种各种无机磁性材料通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制得的磁性体从复合材料概念出发，通称为磁性树脂基复合材料。
结构型磁性高分子材料[2]是指分子本身具有强磁性的聚合物，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。
3、复合型磁性高分子材料[1]、[5]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，可分为树脂基铁氧体类高分子共混磁性材料和树脂基稀土填充类高分子共混磁性材料两类, 简称为铁氧体类高分子磁性材料和稀土类高分子磁性材料, 目前以铁氧体类高分子磁性材料为主。
3.1铁氧体类高分子磁性材料与烧结磁铁相比,铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点,可制成薄壁或复杂形状的制品,可连续成型、批量生产,可加入嵌件而无需后加工,可进行双色成型和整体成型,可通过变更磁粉含量来控制磁性能,有极好的化学稳定性。
缺点是磁性较稀土类高分子磁性材料差,如果大量填充磁粉则影响制品强度。
3.2稀土类高分子磁性材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。
它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,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。
3.3复合型磁性高分子材料的应用领域复合型高分子磁性材料具有质轻、价廉、容易成型加工等特点,可以制成尺寸精度很高而且形状很复杂的元件,可广泛应用在试验仪器、电子产品、日用家电、办公自动化设施、计量、通讯、控制装置等领域,还可制成用于细胞分离、固定酶、免疫因子测定等领域的磁性聚合物微球和生物导弹,甚至还能广泛用于DNA分离及核酸杂交等领域。
4、结构型磁性高分子材料[1]、[7]从对传统磁体的研究中可以得知,在显示出顺磁性或磁性的物质中,原子或分子必须具有稳定的固有磁矩,即这些原子、离子和分子的电子壳层中必须具有未成对电子,以使体系电子保持总自旋不为零。
传统的磁体通常是由带有未成对d层或f层电子的过渡金属及其氧化物或稀土元素组成。
通常的高分子材料是共价键结合,并不具有未成对电子,因此不具有顺磁性或铁磁性,但某些芳香族自由基和烯烃自由基具有大的正原子或负原子自旋密度,通过分子自旋离域和自旋极化,这些自由基在晶体中形成正反自旋区域相间分布,当正自旋密度远大于负自旋密度就可出现铁磁耦合而显示出磁性。
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。
5、磁性功能高分子材料研究的新热点5.1磁性离子交换树脂[6]磁性离子交换树脂是一种新型的离子交换树脂,也是一种新型的树脂基复合材料,它是用聚合物粘稠溶液与极细的磁性材料混合,在选定的介质中经过机械分散,悬浮交联形成的微小的球状磁体。
如用离子交换的方法合成聚苯乙烯树脂基铁氧体和铁钴氧体的磁体,提供了一个用化学合成的方法来控制制件的大小和分布的好方法。
磁性离子交换树脂的最大优点是可以用于大面积动态交换与吸附,可以处理各种含有固态物质的液体,使矿场废水中微量贵金属的富集,生活和工业污水的分离净化等得到实现。
提高磁粉与树脂基体的亲和力,改善树脂的耐酸碱性,开发高吸附容量磁性树脂,将有助于最终实现这类新型离子交换与吸附树脂的实际应用。
5.2具有磁性和超导性能的有机塑料[4]由美国林肯内布拉斯卡大学的化学教授安德列兹·拉杰卡领导的研究小组在2004年在塑料研究方面获得了重要突破：他们研制出同时具有磁性和超导性能的有机塑料聚合物。
科学家们认为，这一成果有利于研制量子计算机和超导电子所需要的廉价而又灵活的元器件。
这种有机塑料磁体，与目前广泛使用的金属磁体比较起来，具有以下的优点：它比金属磁体重量轻、成本低，而且这种有机塑料还容易加工成各种形体的材料，比如塑料薄膜和涂料等。
此外，科学家们还可以很容易地把聚合物的其他性能也掺杂到这种有机塑料里，这样就可以制造出能够对微小磁场产生反应比如改变自己形状的材料。
未来，科学家研究的重点将是解决这种材料性能的稳定性和提高超导的起始温度(这种有机聚合物在绝对温度10 度以下产生超导性能)。
他们表示，他们将通过改变有机塑料聚合物的分子结构，大大提高聚合物呈现超导性能的温度。
他们努力的最终目标将是利用有机塑料磁体来代替目前广泛使用的金属磁体。
5.3其他[2](1)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，可大大提高磁记录的密度，以开发高存信息的光盘和磁带等功能记忆材料。
(2)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、宽带微波吸收剂，这在航天、电磁屏蔽和隐身材料等方面获得重要用途。
(3)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。
(4)生物体中的药物定向输送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。
(5)低磁损高频、微波通讯器件的开发近年来，低磁的高频、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OPM铁磁性材料制作了多种军用和民用电子器件。
6、磁性功能高分子材料的发展前景[3]、[5]在磁性功能高分子材料领域中，真正已实用的主要是复合型高分子磁性材料,结构型高分子磁性材料还处于研究探索阶段。
对于复合型高分子磁性材料领域，铁氧体塑料磁性体主要用于家用电器和日用品以及磁疗等领域；稀土类塑料磁性体,可应用于小型精密机电领域。
近年来，国内外都有研究者将导电聚合物(聚苯胺、聚噻吩等)与磁性氧化铁复合，这样制得的复合材料具有明显的磁性和导电性双重特征，因而在微波、电磁屏蔽方面具有广阔的应用前景。
毋庸置疑的是，在复合型磁性高分子材料领域中关于新材料、新方法、新性能的研究已取得不少成果，但仍有许多问题需要深入探讨，例如改进合成方法控制材料的结构和性质，使电、磁性匹配达到最优，磁性粒子和导电聚合物之间存在的相互作用，都是有待探讨的问题。
另外，制备具有磁光、磁热性能的新型多功能高分子复合材料特别是纳米复合材料，并将其应用于生产和生活也是重要的研究方向。
对于结构型高分子磁性材料领域，在理论研究方面，正从静态铁磁学向动态铁磁学转移。
在合成制备方面，倾向于更合理的分子设计和更有效的合成路线研究。
在应用研究方面，由于结构型高分子磁性材料的密度小,易成型故可在航空航天等有特殊要求的磁性器件中取得应用; 又由于结构型高分子磁性材料绝缘性好,不存在涡流,故在微波通讯及电子对抗方面的各类磁发生材料中可获得应用;还由于结构型高分子磁性材料的磁性表现在分子水平上,如果用于磁存储单元,将可极大地提高存储密度,再与有机分子导体,有机分子逻辑元件及开关元件配合,则可组成完整的有机分子功能块,使计算机技术大为改观。
这些诱人的应用前景,使得人们对结构型高分子磁性材料的研究方兴未艾。
7、结语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3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。
高分子磁性材料的相关理论和相应解释还不太成熟，还有待于进一步研究和开发，这对高分子材料科学、复合材料科学和物理学等领域的研究人员无疑会带来更新的挑战。