磁性高分子材料要点

制备磁性塑料（橡胶）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SrO.6Fe2O3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。 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。
1.2磁性高分子微球
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，故将其重点介绍。
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 （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。 Affimag SLE 包埋式二氧化硅磁性微球
目前，这方面的研究工作主要集中在两方面： （1）设计和制备新的分子基铁磁体，研究新体系的
2.1 纯有机铁磁体
1980年代中期，首次合成了有机铁磁体polyBIPO，但工艺的重复
性差，样品中磁性成分也很低。到1990年，终于开发出了重复性 较好的工艺。但一般情况下，纯有机铁磁体仍然具有重复性差、
TC太低等不足，因此纯有机铁磁体目前仅限于理论研究，离实用
阶段还相距甚远。
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
制造无机磁性填料一聚合物复合膜的比较成熟的
物理方法有真空沉积、离子镀、溅射等，化学方 法有共混、电镀、化学镀、液相外延等，近年来 还发展了离子交换一化学沉积、仿生合成、模板 合成等方法。
2结构型磁性高分子材料
结构型磁性高分子材料系指不用加入无机磁性物而高
分子自身就具有强磁性的材料，由于比重小、电阻率 高，其强磁性来源与传统的无机磁性材料很不相同， 具有重要的理论意义和应用前景。 合成有价值的磁性高分子的设计准则如下： ① 含未成对电子的分子间能产生磁相互作用，达到自旋 有序化是获得磁性高分子的充分和必要条件； ② 分子中应有高自旋态的苯基，含N , O, CN, S等自由 基体系或基态为三线态的4 π电子的环戊二烯阳离子或 苯基双阳离子等； ③ 3d电子的Fe,Co,Mn,Cr,Ru,Os,V,Ti等含双金属有机高 分子络合物是顺磁体，若使两个金属离子间结合一个 不含未成对电子的有机基团，则可引起磁性离子M1M2 间的超交换作用而获铁磁体。
1.1磁性橡胶和磁性塑料
磁性塑料（橡胶）是指在塑料或橡胶中添加磁粉及其
他助剂，均匀混合后加工而成的一种功能性复合材料。 根据不同方向上磁性能的差异，可以将其分为两类： 一类是磁性粒子的易磁化方向呈杂乱无章排列，称为 各向同性磁性塑料，性能较低，通常由钡铁氧体 (mBaO·nFe2O3)作为磁性组元。 另一类是在加工过程中通过外加磁场或机械力，使磁 粉的易磁化方向有序排列，称作各向异性磁性塑料， 使用较多的是锶铁氧体(mSrO·nFe2O3)作为磁性组元。
1.3磁性聚合物膜（磁性来源于无机磁性物）
磁性聚合物膜材料既具有磁记录、磁分离、吸波、
缩波等磁特性，又具备质轻柔韧、加工性能优越 等高分子特性，可将其用作高磁记录密度的高分 子磁膜、分离膜、电磁屏蔽膜，从而在功能性记 忆材料、膜分离材料、隐身材料、微波通讯材料 等多种军用、民用领域获得重要用途。
了很多新概念和新方法。在polyBIPO结构中，主链是一简单的反
式聚乙炔结构，R是自由基，有一个未配对电子。每个单元内有 一个未配对电子存在，各单元内未配对π电子之间的相互作用将
可能导致体系呈现一种铁磁性。进一步考虑到π电子与未成键电
子之间的铁磁交换关联，这种铁磁性将是稳定的。
2.2高分子金属络合物和电荷转移复合物
磁性橡胶
磁性塑料
磁 性 高 分 子 材 料
磁性高分子微球 复合型磁性高分子材料 磁性聚合物薄膜
结构型磁性高分子材料
纯有机铁磁体（自 由基聚合物） 高分子金属络合物 电荷转移复合物
1.复合型磁性高分子材料
复合型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。

分散磁性微球
特点： 1. 具有较强的磁响应性 2 .低矫顽力 3.可制备从0.25μm 5μm 粒径范围内的 单
（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（包括乳液聚合、种子聚合）等。
结构型磁性聚合物的设计有两条途径：
（1）根据单畴磁体结构，构筑具有大磁矩 的高自旋聚合物； （2）参考-Fe、金红石结构的铁氧体，对低自旋高分子进
行调整，从而得到高性能的磁性聚合物。

按照聚合物类型的不同，结构型磁性聚合物 主要可分为以下几类：纯有机铁磁体、高分子 金属络合物和电荷转移复合物。
磁性高分子材料
解武
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1.引言 2.分类 3.制备 4.运用 5.展望
引言
人们最初使用的磁性材料是由天然磁石制成的， 后来开始利用磁铁矿烧结成磁性材料，其中以 含铁和稀土元素为主，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，但是其又有密度 大、脆硬、变形大、难以制成精密制品等缺点。 高分子磁性材料，因具有柔软质轻、容易加工 成尺寸精度高和形状复杂的制品，分子结构变 化多端，还能与其它元件一体成型等特点，而 越来越受到人们的关注。所以对高分子磁性材 料的研究成为了一个重要方向。