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磁性聚合物研究与应用现状

来源:中国电子设计/杨鹏飞?? 孟凡君?? 鲁成学?? 吴秀荣?? 刘文涛?? 2006年07月04日 ?? 收藏0
性粒子表面顺利进行。由于磁性粒子是亲水性的,所以亲水性单体(如多糖化合物)容易在磁性粒子表面进行聚合,而对于亲油性单体(如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯),聚合反应难以在磁性微粒表面进行。因此需要对磁性微粒进行预处理或适当改变聚合体系的有机相组成。

  刘学涌等人[25]通过苯乙烯与聚氧乙烯大分子单体(MPEO)的分散共聚制备了亲水亲油的磁性高分子微球,研究了聚氧乙烯大分子单体对微球粒径的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了磁性微球的粒径、表面形貌以及表面粗糙度,用傅立叶红外光谱(FTIR)鉴定了共聚物的结构。

  罗正平等人[26]以Fe3O4为核,采用分散聚合法合成了粒径为0.5~2.0μm、单分散性好、磁性物质含量可达10%的PSt、P(St/MAA)磁性高分子微球。同时讨论了温度、引发剂、分散介质、稳定剂等因素对反应的影响,并对所得磁性微球的表观形态、磁响应性进行了表征。

  Michael A.McDonald等人[27]合成了内核含钆元素的磁性高分子微球,并用于超声波或磁共振成像的造影剂,收到了很好的效果。同时,该微球在医学上也有广泛的应用,如中子捕获疗法等


  (3)化学液相沉积法

  把一定浓度的金属阳离子渗透和交换到大孔树脂中去,然后利用化学反应使金属离子转化为磁性金属氧化物,使之均匀分布在聚合物的孔结构中。将渗透和转化步骤反复进行,即可制成磁性高分子微球。

  该法的步骤如下[28]:把多孔渗水的聚合物粒子浸泡在磁性金属盐的前驱体溶液中,然后用稀释的氢氧化钠溶液中和,使金属盐转变为磁性粒子并吸附到聚合物的孔隙中。聚合物粒子包括二乙烯基苯交联的聚苯乙烯、磺化或胺化交联的聚苯乙烯等,而被沉积的可以是铁、钴、镍的氧化物或其与碱金属、稀土金属的复合氧化物等。重复溶胀和中和的步骤可以调节微球中的磁性物质含量。

  Emur等[29]报道采用类似的方法制得了粒径为100~250μm的磁性高分子微球,并指出搅拌速率和Fe3O4/chitosan质量比是影响微球粒径的主要因素。

  另外有文献报道[30],先把聚合物硝化,然后在酸的存在下,用硝酸将金属氧化成金属氧化物,使磁性微粒沉积在聚合物表面。硝化的聚合物可以用三硝基苯磺酸盐或二硝基氟苯与氨基功能化的丙烯酸或蛋白质反应制得,被沉积的可以是铁或镍的氧化物等。

?????? 4 磁性聚合物的应用

  磁性聚合物同时具有磁性和良好的加工性能,因而在许多领域具有广泛的应用。

?????? 4.1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,-NH2)从而联接上生物大分子、细胞等。因此,在细胞分离与分析[31]、放射免疫测定[32]、磁共振成像的造影剂[33]、酶的分离[34]与固定化[35]、DNA的分离[36]、靶向药物[37]、核酸杂交及临床检测和诊断[38]等诸多领域有着广泛的应用[39]。

  例如,王平康等人[40]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。

?????? 4.2 吸波材料

  在隐身材料研究领域,传统材料以强吸收为主要目标,而新型材料则要满足“薄、轻、宽、强”的需求[41]。目前防止雷达探测所用的微波吸收剂多为无机铁氧体,但因其密度大难以在飞行器上应用。探索轻型、宽频带、高吸收率的新型微波吸收剂是隐身材料今后攻克的难点。根据电磁波理论,只有兼具电、磁损耗才有利于展宽频带和提高吸收率。因此,磁性高分子微球与导电聚合物的复合物具有新型微波吸收剂的特征,在隐身技术和电磁屏蔽上具有广阔的应用前景。

?????? 4.3 光纤传感技术

  众所周知,光纤通信给信息技术的发展提供了巨大的市场,使得光纤技术的发展主要依从于光纤通信技术的发展[42]。低损光纤问世以来,光纤通信技术发展迅速,并己投入实用。与此同时,光纤传感技术也在迅速发展。由于光纤传输的信息量大,并具有电绝缘性好、便于联网等优点,受到国内外专家学者的广泛重视[43]。早期用于传感器的光纤,大多数是从通信用光纤中选择直接使用或作某些特殊处理(如包层处理后)再使用。但随着光纤传感技术的发展,在许多情况下,仅仅使用通信光纤是极为勉强的。因此,开发各种适合于传感技术要求的光纤显得非常必要。

  Lenz等人[


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磁性聚合物? 磁性微球? 功能材料?

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