磁性高分子的应用与发展.docx

常 常州轻工职业技术学院轻化系高分子材料专业班级 08塑模331学号 0813263129指导老师 徐应林时间 2010/10/22 磁性高分子材料的应用与发展周家将 苏佳威摘要:主要介绍了复合型和结构型磁性高分子材料两类磁性材料的研究现状，对磁性新型功能材料高分子微球的特点以及研究与应用进行了概述，并且对影响磁性高分子材料性能以及其本身存在的问题进行了分析，对其应用的前景进行了展望。关键词： 磁性高分子 磁性塑料 功能材料 磁性微球Abstract:This papar introduces the complex magnetic properties of polymer materials and struturl types of magnetic materials Research on new functionals,magnetic polymermicrospheres characteristics and an overview of research and application,andaffect the magnetic properties of its own analysis of its application prospect.Key words:Magnetic Magnetic plastic Functional Materials Microspheres前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了一个重要方向。近年来，对结构型和复合型材料的研究取得了较大的进展，而关于磁性高分子微球的研究发展也很迅速。此乃高兴高分子微球兼具高分子的众多特性和磁性物质的磁响应性，因而应用广泛。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，如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等;后者是指不加入无机磁性物，其本身拥有较强磁性的材料，由于其比重小、电阻率高，其强磁性来源与传统无机磁性材料很不同，因此具有重要的理论意义以及研究和应用的前景。2 复合型高分子材料复合型磁性高分子是已实现商品化生产的重要高分子材料，能过作为功能材料应用的主要有磁性橡胶、磁性塑料、磁性高分子微球、磁性聚合物薄膜等。2.1 构成复合型磁性高分子材料的磁性无机物复合型高分子材料中的磁性无机物主要是铁氧体类磁粉和稀土类磁粉。稀土类磁粉材料是近年来备受关注的磁性材料，从第一代SmCo系列到第二代的NdFeB（钕铁硼）系列发展很快，现NdFeB发展到第三代稀土永磁，具有很高的磁性能。用塑料粘结成型的粘结NdFeB永磁体与烧结Nd-FeB永磁体相比，具有工艺成型简便的特点。粘结NdFeB永磁体用NdFeB稀土合金熔炼后快速冷却成为非晶微晶，然后再经过晶化处理，可转变成NdFeB纳米晶，这时具有很高的内察矫顽力(Hcj)，据预测最大磁能积达800kJ/m31。2.2 构成复合型磁性高分子材料的高分子稀土磁粉出现后，树脂粘结磁体飞速发展。作粘结剂的高分子主要是橡胶、热固性树脂和热塑性树脂。橡胶类粘结剂包括天然橡胶和合成橡胶，主要用于柔性复合磁体的制造，但与塑料相比，一般成型加工困难。热固性粘结剂一般用环氧树脂、酚醛树脂。热塑性粘结剂主要为聚酞胺、聚丙烯、聚乙烯等，聚酞胺(PA最为常见，综合考虑机械加工性、耐热性、吸湿性，目前最常用的PA基体是Nylon6、Nylon66等。日本一项专利用尼龙与聚烯烃复合树脂作基体粘结稀土磁粉所得材料，其熔体流动性有所增强，可以加工成形状相当复杂、磁性能也相当优越的磁体（2）。其它高性能聚合物如聚苯撑硫(PPS)、热致液晶聚合物(TLCP)等虽能提高磁性复合材料的综合性能，但加工困难且价格高昂，因而使用很少。除了上述这些聚合物基体外，刘颖等（3）还用结构型的磁性高分子二茂金属高分子铁磁体(OPM)粉作粘结剂与快淬NdFeB磁粉复合制成磁性高分子粘结NdFeB磁性材料，其磁性能比环氧树脂粘结NdFeB的磁性能高。北京大学新研制的重氮树脂基磁性超薄膜是用Fe304磁性纳米颗粒与重氮树脂制备感光性的磁性多层超薄膜。这种感光性的磁性多层膜与重氮树脂的其他组装膜一样，光照下超薄膜层与层间的离子键转化为共价键，得到共价交联稳定的磁性膜（4）。可以用于制备磁性聚合物膜的聚合物基体较多，原则上能用于制备高分子膜的聚合物都可以，如纤维素、氟碳塑料、聚醋、聚酞胺等。作者曾用聚偏氟乙烯和醋酸纤维素作基体膜，在其中分散磁性氧化铁粒子用于气体分离。聚醋磁性薄膜多用来制成磁带。目前国内外研究较多的是以核径迹蚀刻膜为基板的纳米磁性材料，它实际上是采用模板法，以聚碳酸酷核径迹蚀刻膜为基体，在其中电沉积磁性粒子，利用其规整膜孔来控制得到的有序纳米磁性材料。2.3 复合型磁性高分子材料的制备复合型磁性高分子材料的制备工艺如下:经表面处理的磁粉+橡胶或塑料+其它配合剂经开炼机混炼或高速混合机混合后出片或造粒,经硫化或注射模压,最后充磁。2.4 影响磁性能的主要因素2.4.1 磁粉的形状、用量和粒径Halit等（5）研究了不同形状(球状、纤维状、片状以及镍包覆的石墨纤维)的镍基填料与聚乙烯复合而成的复合材料的磁性能,发现这些复合材料的磁导率不受磁粉形状的影响,但随着镍基填料用量的增加而呈线性增长,最大的相对磁导率值出现在镍粉的体积分数为67 %时。Petra等（6）研究了钡铁氧体填充硅橡胶的磁性能,发现随着铁氧体用量的增加,剩磁呈直线上升,而最大磁能积则随磁粉的用量的增加而增加,但不是线性关系。除此之外,对于各向异性磁性高分子材料而言,磁性粉末的取向度也是影响其磁性能的重要因素。取向度是指磁晶粒子按磁化择优原则在磁体使用方向上有序排列的程度,其计算方法如下:Q=Br/(Br+Br)100 %。其中,Q表示取向度;Br表示取向方向的剩磁;Br表示垂直于取向方向的剩磁。磁性高分子材料的磁性能基本上不受高分子种类的影响,而主要取决于磁粉的性质和用量。由氯丁橡胶和丁腈橡胶等极性高分子制备的磁性高分子材料的磁通量略高,这是由于生胶单体分子具有较强极性时,有利于各向异性晶体粒子的定向排列,因此有利于磁性能的提高,但是这种差别并不明显。磁粉的粒径对磁性高分子材料的磁性能有较大的影响,一般粒径较大,粒度分布不均匀,则在复合材料中的分散不均匀,导致内退磁现象增强, 还会造成应力集中,降低物理机械性能。磁粉粒径小时,一方面磁粉在高分子材料中分散均匀,另一方面磁粉粒径越小,退磁能力就越小,就不会产生畴壁,当粒径足够小时,各颗粒成为单畴,这样当磁粉的粒径接近磁畴的临界晶粒直径时,磁性材料的矫顽力大大增加。因此从理论上讲要求粒径尽可能小,但实际上很难办到,一般磁粉的粒径最好为0.5 -3m（7）。2.4.2 磁粉的预处理（热处理与表面改性）铁氧体磁粉一般是在1150-1300烧结而成,然后粉碎成0.8-2m的粉末。由于在机械粉碎时,产生了很大的内应力,同时晶体也有很多缺陷,这对磁性能是不利的。进行适当的退火处理可以使晶体的缺陷在一定程度上得到恢复,有利于磁性的提高。磁粉属于亲水性的无机物与疏水性的高分子材料的亲和性较差,因而磁粉很难在高分子材料中均匀分散,大大影响了磁性高分子材料的磁性能和物理机械性能。目前,解决这一问题的方法主要是用偶联剂对磁粉进行表面改性处理。经偶联且能够增加磁粉在高分子材料中的添加量,因而可以大大提高磁性能。对于稀土类磁粉而言,用偶联剂处理,还可以防止其发生氧化作用,从而提高了其磁稳定性。2.4.3 加工工艺的影响 在磁性橡胶的制备过程中,可以进行如下的改进。在外加磁场中进行混炼,可以使磁性微粒在混炼中得到较高程度的取向,从而提高磁性能。磁场磁力线的方向是磁取向能否成功的关键因素,赖武铨等（8）认为磁粉的注入方向与磁力线方向平行时,制成的磁性橡胶各向异性最佳。还可以通过压延效应提高磁性,即可以采用薄通法,将薄胶片逐层按相同压延方向叠合,然后压成一定厚度的胶片待用。这是因为压延效应能使磁粉定向排列而呈各向异性。另外在磁场中进行硫化也可以提高磁性,因为硫化初期胶料处于热流动状态,磁粒在外磁场作用下能顺利地取向一致,到硫化交联后,高分子链间的网状结构限制或固定住这些整齐排列的磁粒,使之不能转向。硫化后对制品进行剪切拉伸,在保证产品具有良好的机械性能的同时,也能够提高其磁性。复合型磁性高分子材料的研究近年来进展较为缓慢,但也出现了一些新的制备方法。刘颖等（9）利用二茂金属高分子铁磁体微粉与经过处理的NdFeB和丙酮混合后真空干燥并造粒,然后热压成型,制备了磁性高分子粘结钕铁硼,而且在磁粉体积分数相同的情况下,磁性高分子粘结NdFeB的磁性能比非磁性高分子粘结NdFeB的磁性能高。这是由于这两类粘结NdFeB磁体中的NdFeB磁粉颗粒之间的磁场结构状态发生了变化。在磁性高分子粘结的NdFeB颗粒之间具有磁性的二茂金属高分子铁磁体能导磁,起着导磁体的作用,其磁阻小;而环氧树脂粘结的NdFeB颗粒之间,由于环氧树脂无磁性,使得NdFeB颗粒之间的磁力线穿过环氧树脂,其磁阻很大。这种磁性高分子材料实际上是由结构型与复合型相结合而得到的一种新型磁性高分子材料,是制备磁性高分子材料的一种新方法。2.5 磁性树脂的制备与应用制备磁性树脂主要有共混、原位聚合和化学转化三种方法。共混法是制备磁性树脂较成熟的方法，例如将聚乙烯、对苯二甲酸酷与SrO.6FeO3磁粉、可塑剂、润滑剂、稳定剂、表面处理剂共混制备聚醋单纤维丝（10）。 原位聚合法是使聚合物单体在活化处理过的磁粉表面聚合，形成磁粉为核、聚合物为包覆层的复合磁性粒子，磁粉在聚可单独作为功能材料(磁性高分子微球)应用。化学转化法对前两种方法制备磁性树脂时存在的粒度难于控制、磁粉分布不均、磁性较弱的状况有所改善。吴学辉等（11），幻在前人研究的基础上较全面地研究了化学转化法制磁性阳离子交换树脂的主要影响因素，确定了适宜的树脂磁化条件，分析了磁性树指的结构，从理论上探讨了树脂磁化机理，试图为一种新型磁性树脂的制备提供必要的实验基础。磁性树脂的应用可分为磁性橡胶和磁性塑料两方面。（1）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。（2）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、精密化和高性能化具有重大意义。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。铁氧体类磁性塑料质轻、柔韧，成型后收缩小，可制形状复杂的制品，可连续成型、批量生产，可通过控制磁粉含量来控制磁性，并且化学稳定性良好。不足之处是如果想通过大量填充磁粉来提高磁性能，则制品的加工性和强度就会受损，因此其磁性不仅比烧结磁铁的差，也比稀土类磁性塑料的差。目前主要用于家电、日用品。稀土类磁性塑料的机械强度、耐热性优于铁氧体类磁性塑料，磁性甚至强于铁氧体类烧结磁铁。其优越的加工性能可满足电子工业对电子元件小型、轻质、高精密度、低成本的要求，因而可应用于小型电机、通讯设备、传感器、继电器、仪器仪表等，是目前磁性塑料的发展方向。2.6 磁性聚合物膜（磁性来源于无机磁性物） 事实上，大块磁性材料在应用时多以薄膜形式出现。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。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（12）、仿生合成（13）、模板合成（14）等方法。早期的无机磁性填料一聚合物复合膜的应用，主要是将超细铁氧体磁粉和聚合物基体复合再涂覆在聚醋薄膜上形成记录用磁带。随着人们对尖端膜材料、先进成膜技术的发展，对膜结构的控制，以及对膜的物理、化学行为的深入研究，将膜作为提供特异的反应场、信息传递场、能量转化场等特异功能场的功能材料的研究和应用增多。利用无机磁性填料一聚合物膜特殊的机械、电子、光学、磁学特性，可将其应用于高新技术的方方面面。将镍铁合金磁性材料通过电镀嵌入聚硅烷弹性薄膜，在外加磁场作用下，膜中磁性部分产生扭转力矩导致膜的变形.该磁性膜器可用作微流系统中的微泵装置（15）、高分辨率轻小光学镜面（16）及磁开关（17）。利用电沉积技术结合模板合成法制备的磁性微米、纳米膜可用作高密度可擦写磁记录材料、微波基板材料（18）。为了抗氧化和腐蚀，在多孔铝支撑膜上将金属纳米丝封入聚苯胺纳米管，形成的纳米材料可以作为磁性天线应用（19）。在基体膜上涂覆压电磁性材料，当机械压力施加于膜，膜的压电磁特性能引起磁导率变化，与徽型螺线圈构成磁心电感器，可用于远程传感（20）。采用在水分散相中制备铁磁纳米粒子的技术，结合多分子层自组装技术，可制成有机一无机多层复合膜。它综合了磁性纳米粒子的特性及聚合物的可加工性，具有独特的机械、电、光、磁性质，可用于发光二极管、抗蚀保护层、膜传感器、导电膜、非线性光学器件以及气体分离膜（21）。2.7 复合型磁性高分子材料的发展前景 近年来，国内外都有研究者采取各种手段将导电聚合物(聚苯胺、聚噻吩等)与磁性氧化铁复合，这样制成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。Wan等（22）对-Fe2O3/PANI和Fe3O4/PANI纳米复合物的制备及性能进行了研究，但制得的复合物室温电导率低(10-4 10-1S/cm)，矫顽力低(Hc=O)，由于合成方法的原因其结构和性质也很难控制。Deng等（23）在此基础上曾将磁性氧化铁粒子用PANI包裹制成具有核-壳结构的电磁纳米复合物，但发现将该复合物侵入3mol/L的硫酸时，由于PANI结构的无内聚(不粘结)力，氧化铁磁核要脱落。随后提出的改进合成方法是在分散有Fe3O4纳米微粒的水溶液中原位聚合苯胺单体和苯胺一甲醛缩聚物(AFC)得到核-壳结构的Fe304-交联聚苯胺(CLPAND复合物，分析表明该复合物表现出铁磁行为，具有高饱和磁化强度(Ms=4.2219.22emu/g)，高矫顽力(Hc=160640A/m)，其电导率取决于Fe3O4的含量和掺杂程度，并且由于Fe3O4粒子和CLPANI间存在某种相互作用使得复合物的热稳定性增强。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。3 结构型磁性高分子材料结构型磁性高分子材料的设计和构筑有两条途径:根据单畴磁体结构,构筑具有大磁矩的高自旋聚合物;参考- Fe、金红石结构的铁氧体,使低自旋分子的自旋取齐。按照聚合物的类型可将结构型磁性高分子材料分为以下三类:自由基聚合物（纯有机磁性高分子）、金属配合聚合物（金属有机高分子磁性体（24）。3.1 自由基聚合物所谓自由基聚合物是指高分子中不含任何金属，仅由C，H，N，O，S等组成的磁性高分子。例如二炔烃类衍生物的聚合物，这类聚合物是由前苏联莫斯科化学物理研究所Ovchinnikov等设想的将含有自由基的单体聚合，使自由基稳定通过主链的传递偶合作用，再使自由基未配对电子间产生铁自旋偶合而获得宏观磁性的高分子。1，4-双(2，2，6，6-四甲基-4-轻基-1-氧自由基吡啶)丁二炔(BIPO)就是这类聚合物的典型。最近日本北海道大学研制出一种新型低温磁性塑料。这种材料是将乙炔衍生物溶于乙醇中，用姥催化剂催化反应24h，生成一种黄色的沉淀物质，将其加热到200C制成的。有关专家认为，由于此磁性塑料能压成非常薄的膜，可用于制造新型磁传感器。因此，这一突破性的成果可能会对磁传感器技术产生重大影响。3.2 金属有机磁性高分子这类材料还可细分为:桥联型金属有机配合物磁性高分子和Schiff碱型金属有机配合磁性高分子。3.2.1 桥联型金属有机磁性高分子关于桥联型金属有机磁性高分子，科学家在此方面作了很多工作，其中最为著名的是Kahn等人利用金属离子间容易产生反铁磁性相互作用的特点，设计有不同多重态金属离子交替排列，含Mn和Cu的金属有机高分子配合物，并得到三维高分子化合物。这类高分子是最有希望获得实用价值的金属有机配合物磁性高分子之一。此外，Gleizes等合成了二硫化草酸桥联配体为交替排列的双金属有机配合物。3.22 Schiff碱型金属有机配合磁性高分子关于Schiff碱型金属有机配合磁性高分子，最新的进展是日本东京大学的管野忠在澳大利亚科学家所合成的PPH(聚双2，6吡啶基辛二睛)聚合物的基础上，合成出了可与磁铁相匹敌的PPHFeSO4型高分子磁体。这种聚合物呈黑色，耐热性好，在300的空气中不分解，不溶于有机溶剂，其剩磁极小。我国浙江大学高分子科学研究所发现含双噻唑的芳杂环聚西佛碱与Fe2+有良好的配位能力，这一类型配合物具有良好的铁磁性能，并且含2，2一二氨基一4，4一联噬哩芳杂环聚西佛碱Fe2十的配合物，具有软磁性能（28）。3.4 茂金属化合物 我国林展如等将含金属茂(C5H 5)nM的有机金属单体在有机溶剂中通过多步反应成功得到多种可以应用的有机高分子磁性材料(OPM)。这比日本人Miller的合成方法成本低得多（29）。与铁氧体比较，OPM磁体不仅质量轻，易热压成型，而且在很宽的温度范围内磁性能稳定，在高频、微波下低磁损，其磁导率和磁损耗基本不随使用频率和温度变化，适于制高频、微波电子器件。最近四川大学和四川师范大学首次报道了以二茂铁型高分子磁体材料为基料，分别与铜纤维、不锈钢纤维和碳纤维复合，以探索在10一1000MHz频段下，具有良好屏蔽效果的新型电磁屏蔽复合材料及其应用前景。研究表明用二茂铁型高分子磁体材料制作的电子器件无需进行电容或温度补偿，这对环境变化十分敏感的军工产品有重要的应用（30）。此外，将二茂铁的金属有机高分子磁体经共混或接枝改性制成轻质金属有机高分子吸波剂(OPA)，经初步研究表明，OPA将会有很好的应用前景（31）。下面简要介绍结构型磁性高分子材料的研究进展。3.4 聚合法制备结构型磁性高分子材料日本东京大学的管野忠（32）在澳大利亚科学家所合成的PPH聚合物(聚双2,6吡啶基辛二腈)的基础上,合成出了PPHFeSO4强磁性体,其磁性可与磁铁矿石媲美。具体的合成过程是先将2,6吡啶二醛的醇溶液与己二胺的醇溶液混合,并加热至70左右,这时发生脱水缩聚反应,形成聚合物沉淀。将沉淀干燥成粉状产品分散于水中,再加热至100,加入硫酸亚铁水溶液,即得到PPHFeSO4强磁性聚合物。这种聚合物呈黑色,密度为1.21.3,耐热性好,在300的空气中不分解,不溶于有机溶剂。其剩磁极小,仅为普通磁铁矿的1/500,矫顽力10 Oe(27.3)470Oe(266.4)。Wang Li等（26）利用纳米磁性Ziegler-Natta催化剂,通过在纳米磁性微粒表面上进行原位配位聚合制备了新型的磁性聚乙烯纳米复合材料。其制备过程可分为四步:利用化学共沉法（27）制备纳米磁性微粒CrxFe3-xO4;AlR3与纳米磁性微粒表面上的羟基反应,形成锚固点(AlR2),通常有机铝的加入量应满足Al/OH1,这样就可以完全除去羟基,并形成更多的锚固点;加入TiCl4,使Ti/Al1,然后洗去过量的TiCl4。这样,在纳米磁性微粒表面上Ti与锚固点发生配位反应,形成聚合活性中心;乙烯在纳米磁性微粒的表面上发生原位聚合,生成磁性聚乙烯纳米复合材料。研究还发现,乙烯的聚合活性基本上不受聚合温度(3060)和时间(1 h)的影响。得到的磁性聚合物的饱和磁化强度s取决于纳米磁性微粒的含量。如含纳米磁性微粒75.3 %的纳米复合材料的s=39 emug-1 ,而含纳米磁性另外,磁性微粒表面吸收的水份会使s降低,应完全去除水份。Cao Xinpei等（32）将NdFeB磁体与催化剂预先经过球磨活化处理,然后在NdFeB磁体表面上引发乙烯聚合制备了聚乙烯基磁性复合材料。并研究了复合材料的矫顽力和剩磁,发现复合材料基本上保持了磁粉的磁性能,与熔融混合法制备的复合材料相比,磁体与聚合物的粘结强度明显提高。4 磁性高分子微球 磁性高分子徽球是将高分子与磁性无机物通过包埋、单体聚合等方法结合形成的具有磁性、粒径为几纳米到几百微米不等的特殊结构微球，其优越性在于磁分离，是20年来研究极其活跃的新型磁性功能材料，在生物医学、细胞学、生物工程及环境保护等领域有广阔的应用前景.另外，磁性高分子微球具有表面积大、流动性好、易加工的特性，在催化研究、磁记录、磁共振显像、化妆品、油漆、磁流变体等领域亦有应用。磁性高分子微球按结构一般可分为3类:A类是核为磁性材料，壳为聚合物的核/壳式结构;B类是以高分子材料为核，磁性材料作为壳层的核/壳式结构;C类是内层、外层皆为高分子材料，中间层是磁性材料的夹心式结构（33）。4.1 磁性高分子微球的应用 磁性高分子微球因具有磁响应性和不同的表面功能性，已在细胞分离、亲合色谱、核酸研究和固定化酶等领域得到广泛的应用。Jhunu等人用外源凝结素分别修饰聚苯乙烯磁性微球和白蛋白磁性微球，通过实验发现两者都有分离红细胞的能力，白蛋白磁性微球的效率比聚苯乙烯磁性微球高得多，但成本高（34）。Wedemeyer N等人将高分子磁性微球结合不同的DNA从而可以达到经济、快速分离各种不同细胞的目的（35），。Amritkar等提议一种新形式，将脂肪酶共价固定在可逆溶胶共聚物上，与把其固定在多孔固体载体上相比，其扩散容易，有利于酶的重新使用（36）。国内邱广亮等以明胶包埋磁性氧化铁制备出稳定的磁性明胶复合微球，又考察了磁性酶最适合温度、pH值等，指出磁性酶比自由酶的稳定性显著提高（37）。安小宁等采用壳聚糖包埋磁粉，经戊二醛修饰、环氧氯丙烷交联制得高磁性壳聚糖微粒。此微粒共价结合卵清粘蛋白得到磁性亲和吸附剂，应用于胰蛋白酶的亲和纯化，纯化倍数为1.56，活性回收率为41.2%（38）。4.2 磁性高分子微球类磁性塑料的特点磁性高分子微球类磁性塑料除具有加工性好、产品精度高等磁性塑料的共性外，还具有一些特别的优点。4.2.1 磁粉与树脂的相容性好因为磁性高分子微球本身为核壳式结构，有报道指出在这种核壳式的微球结构中，树脂与磁粉之间存在静电相互吸引和化学键的作用，这可增强树脂与磁粉间的亲和力，再辅以适当的偶联剂，可使磁性高分子微球类磁性塑料的树脂与无机磁粉间具有较好的相容性。4.2.2 磁性塑料中的磁粉分散较为均匀由于磁性粒子与树脂之间的球形包裹结构，导致树脂在熔融之前对磁性粒子起到了预分散作用，提高了磁粉的分散均匀性。4.2.3 成型加工流动性好塑料加工流动性与塑料熔体粘度有关，除了成型工艺和模具条件等外因外，树脂和填料的性质、比率、颗粒形状与大小都是影响粘度的重要因素。填料颗粒小并为球形可降低树脂的熔体粘度，磁性高分子微球本身具有规则的球形结构，其粒径在一定的范围内可调，因此磁性微球用做塑料填料具有降低树脂粘度、改善加工流动性的特点。陈平等研究了磁性高分子微球类复合物的流变行为，发现聚合物表观粘度随氧化铁含量的增加而降低，说明磁性高分子微球的球形结构确实有助于改善塑料的加工流动性（39）。4.3 磁性高分子微球研究的方向与重点磁性高分子微球作为新型的功能材料，其巨大的应用潜力已引起了各国研究者的高度重视，预计以下几个问题将成为以后研究工作中的重点:(l)关于磁性高分子微球应用的进一步研究，合成不同种类的微球，以满足不同领域的需要;(2)随着粒径增大，高分子微球磁响应性增加，但是其比表面积下降，表面的吸附量将减少，且容易沉降，所以要制备高磁响应性、高比表面、单分散性好的微球;(3)提高磁性高分子微球稳定性;(4)深人研究磁性高分子微球的物理性质。5 结束语磁性高分子材料的出现是现代高新磁性材料与技术的重要标志,是研发与应用的新扩展,并日益成为高分子材料研究领域的热点之一.新的磁性高分子材料的不断出现以及理论和应用的不断探索与推进,必将促进现代科技与工业特别是磁性技术与产业的进一步发展.参考文献1 Dobrzanski L A. 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