淺談有機高分子磁性材料的性質(zhì)與應(yīng)用

彭勃聞

摘 要：有機高分子磁性材料是一種新型材料，材質(zhì)輕，質(zhì)地軟，可塑性強，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，高分子有機磁性材料既屬于有機材料的范疇，也是磁性材料的一種類型。關(guān)于有機高分子磁性材料的研究，還處于初級階段，雖然業(yè)界已經(jīng)針對這種材料進行了深入的試驗和分析，但是其應(yīng)用還不夠全面，該文主要針對有機高分子磁性材料的性質(zhì)與應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：有機高分子磁性材料 性質(zhì) 應(yīng)用

中圖分類號：TB324 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0117-02

磁性材料是近年來誕生的一種基礎(chǔ)功能材料，雖然早在戰(zhàn)國時期，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了磁鐵現(xiàn)象，但是人們對于磁性材料的開發(fā)和利用還不足百年時間。經(jīng)過了百年的發(fā)展，磁性材料的類型越來越多，高分子磁性材料的應(yīng)用更是為磁性材料家族中增添了一名新的成員。高分子有機磁性材料既屬于有機材料的范疇，也是磁性材料的一種類型。關(guān)于有機高分子磁性材料的研究，還處于初級階段，雖然業(yè)界已經(jīng)針對這種材料進行了深入的試驗和分析，但是其應(yīng)用還不夠全面，以下就針對該種材料的性質(zhì)與應(yīng)用進行分析。

1 有機高分子磁性材料的定義與性質(zhì)

有機高分子磁性材料是指所含分子具備穩(wěn)定性，而且具備鐵磁相互作用的有機化合物。有機高分子磁性材料材質(zhì)比較輕，質(zhì)地軟，可塑性強，在有機高分子磁性材料沒有發(fā)現(xiàn)之前，都是使用的傳統(tǒng)磁性材料。傳統(tǒng)磁性材料打造比較麻煩，需要經(jīng)過高溫等工藝過程，有機高分子磁性材料工藝簡便，耐熱性較好，所以使用范圍也比較廣。

有機高分子磁性材料有復(fù)合型和結(jié)構(gòu)型。復(fù)合型主要指有機化合物，鐵氧體型和稀土型；結(jié)構(gòu)型指含有過渡金屬物的分子，一共包含自由基聚合物型，金屬原子共同物型和含有大Π鍵系統(tǒng)的化合物型三種類型。結(jié)構(gòu)型磁性高分子材料本身它就有磁性，而且它的性質(zhì)很穩(wěn)定，首要組成元素是碳、氫、氮，一般溫度下不會發(fā)生變化，可承受溫度為220 ℃，分子比較穩(wěn)定，所以不存在漸變過程。隨著科學(xué)的發(fā)展，對有機高分子磁性材料的不斷研究，證明了高分子材料也可以具有無機的特性，包括磁性、導(dǎo)電性和超導(dǎo)性。有機高分子磁性材料的發(fā)現(xiàn)，推進了很多領(lǐng)域的發(fā)展，比如軍事上、生物醫(yī)學(xué)上和傳統(tǒng)工藝改進方面都做出了巨大的貢獻。

2 有機高分子磁性材料的實踐

從上文可以知道，有機高分子磁性材料的自由基是比較穩(wěn)定的，國外從20世紀(jì)80年代的時候開始對此類物質(zhì)進行研究，在碳、氫、氮的基礎(chǔ)上，與高分子進行鏈接，從而獲得具有磁性的高分子化合物。我國在這方面的研究基本上是與國外同步進行的，而且我國現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于信息領(lǐng)域，我國研究出二茂鐵配位聚合物，具有很好的磁性能，這一點，我國是領(lǐng)先于其他國家的，雖然國外也對結(jié)構(gòu)型新磁性化合物進行了研究，但是還沒有進入實際應(yīng)用階段。該文所研究的有機高分子磁性材料的應(yīng)用主要在軍事、醫(yī)學(xué)和工業(yè)這3個方面。

2.1 磁性材料在提高軍事實力方面的作用

一個國家的軍事實力，代表其在國際上的地位。像中國、美國和俄羅斯，都是在軍事上處于領(lǐng)先地位的。軍事實力增強，經(jīng)濟和文化也會處在不斷發(fā)展的道路上。磁性材料在軍事范疇的使用有很多。高分子磁性材料的抗干擾能力較強，在航空、航天和軍艦等方面是要避免電磁波相互干擾，以免設(shè)備失靈。用高分子磁性材料做成的抗電磁干擾器件可以削減電磁的污染；關(guān)于戰(zhàn)斗機隱身方面，高分子磁性材料應(yīng)用也比較廣泛。在以前對隱身材料的選擇著重于強吸收，避免對方雷達偵測到，現(xiàn)在對隱身材料的選擇已經(jīng)不僅僅滿足于強吸收，高分子磁性材料質(zhì)地更加輕薄。因此磁性高分子微球與導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物對于微波的吸收能力是非常強的，所以廣泛應(yīng)用在隱身和屏蔽電磁方面。

2.2 磁性材料在生物醫(yī)學(xué)方面的利用

早在幾千年前，磁性材料在醫(yī)學(xué)上的利用就被前人所發(fā)現(xiàn)，中藥中磁石具有鎮(zhèn)靜的作用，因為含有四氧化三鐵，所以還具有補血效果?？茖W(xué)的發(fā)展，帶動了醫(yī)療裝備的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備的等科技含量愈來愈高。很多醫(yī)療設(shè)備的生產(chǎn)制造都使用了含有高分子磁性材料的材質(zhì)。由于磁性高分子自己具備磁性，對磁場的轉(zhuǎn)變是很敏感的，能夠在外界條件變化的情況下發(fā)生不同的反應(yīng)，一些特性也會隨之改變。最典型的就是磁共振。磁共振的原理就是原子核本身帶正電荷，當(dāng)處在外界磁場的時候，它的運動從自由無序變得有序。當(dāng)系統(tǒng)變得穩(wěn)定時，它的值也是相對穩(wěn)定的，但是如果遇到外力干擾，就會產(chǎn)生共振效應(yīng)。

2.3 磁性材料在產(chǎn)業(yè)中的利用

磁性材料在我們的身邊無處不在，好比隨處可見的鐵銹，它事實上就帶有磁性。在傳統(tǒng)工業(yè)和現(xiàn)代工業(yè)中，高分子磁性材料的利用也很普遍。磁性材料具備導(dǎo)電的特點，高分子磁性材料促進了電器的研究與制造。高分子磁性材料質(zhì)地比較輕，還能制成薄膜，用在光盤上可以大大提高磁記錄的密度，對開辟高貯存信息的光盤等功能性產(chǎn)品有很大的幫助。因為高磁性材料具有可塑性強的特點，所以可以制成很多傳統(tǒng)磁性材料無法做成的器件。高分子磁性材料可以與很多物質(zhì)比如細胞、分子等發(fā)生鏈接，所以可以利用這一特性研究出在不同領(lǐng)域所需要的磁性，更好的運用到實際中去。

2.4 復(fù)合型磁性高分子材料粘結(jié)劑的應(yīng)用

磁性高分子材料粘結(jié)劑有熱固性樹脂、橡膠、熱塑性樹脂等，常用的橡膠粘結(jié)劑主要有合成橡膠與天然橡膠兩種類型，可以應(yīng)用在柔性復(fù)合磁體的制造中，但是與傳統(tǒng)的塑料類材料相比，該種材料的成型與加工非常困難。熱塑性粘結(jié)劑主要為聚酞胺（PA）、聚丙烯和聚乙烯等，其中PA類最常見，目前最常用的PA基體是尼龍6和尼龍“等。日本開發(fā)一項用尼龍與聚烯烴復(fù)合樹脂作基體的粘結(jié)稀土永磁材料，熔體流動性較好，可以加工成形狀復(fù)雜和磁性能優(yōu)越的磁體川。除了上述這些聚合物基體外，國內(nèi)還有用二茂金屬高分子鐵磁體粉作粘結(jié)劑與快淬NdFeB磁粉復(fù)合制成磁性高分子粘結(jié)NdFeB磁性材料，其磁性能比環(huán)氧樹脂粘結(jié)NdFeB的磁性能高。

3 結(jié)語

磁性材料在生活各個領(lǐng)域都隨處可見，而且其本身就存在生活的各個領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，對高分子磁性研究的深入，可以發(fā)現(xiàn)和改造更多的高分子磁性材料，為人類所用。

參考文獻

[1] 周偉家，何文，趙洪石，等.載藥磁性納米材料研究進展[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，22（2）：5-8.

[2] 王鳳平，薛行華，吳耀輝，等.磁性納米高分子復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀[J].化工文摘，2009（5）：52-54.

[3] Jianping Ge，James Goebl，Le He，Zhenda Lu，Yadong Yin.Rewritable Photonic Paper with Hygroscopic Salt Solution as Ink[J].Advanced Materials，2009.

[4] Ana Sanchez-Iglesias，Marek Grzelczak，Benito Rodriguez-Gonzalez，Pablo Guardia-Giros，Isabel Pastoriza-Santos，Jorge Perez-Juste，Maurizio Prato，Luis M，Liz-Marzan.Synthesis of Multifunctional Composite Microgels via In Situ Ni Growth on pNIPAM-Coated Au Nanoparticles[J]. ACS NANO，2009.

[5] 徐要輝.表面功能化Fe3O4@SiO2復(fù)合納米材料與金屬離子光響應(yīng)行為研究[D].昆明理工大學(xué)，2013.