磁性塑料的綜述

1、1磁性塑料的介紹磁性塑料是高分子磁性材料中的一種。高分子磁性材料是一種具有記錄聲、光、電等信息并能重新釋放的功能高分子材料，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)材料之一。有機高分子磁性材料作為一種新型功能材料，在超高頻裝置、高密度存儲材料、吸波材料和微電子等需要輕質(zhì)磁性材料的領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。磁性高分子材料的出現(xiàn)大大改善了燒結(jié)磁體的這些缺點，它具有重量輕、有柔性、加工溫度不高、結(jié)構(gòu)便于分子設(shè)計、透明、絕緣、可與生物體系和高分子共容、成本低等優(yōu)點，但是磁性高分子材料的磁性能較低,如何提高其磁性能成為磁性高分子材料研究的主要熱點。磁性高分子材料廣泛應(yīng)用于冰箱、冷藏柜、冷藏車的門封磁條，標(biāo)識教材，廣告宣傳

2、，電子工業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，是一種重要的功能材料特點:有機磁性材料的優(yōu)點：a結(jié)構(gòu)種類的多樣性；b、可用化學(xué)方法合成；c、可得到磁性能與機械、光、電等方面的綜合性能；d、磁損耗小、質(zhì)輕、柔韌性好、加工性能優(yōu)越；用于超高頻裝置、高密度存儲材料、吸波材料、微電子工業(yè)和宇航等需要輕質(zhì)磁性材料的領(lǐng)域2磁性塑料的分類及舉例高分子磁性材料分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種：結(jié)構(gòu)型磁性材料是指高分子材料本身具有強性；復(fù)合型磁性材料是指以塑料或橡膠為黏結(jié)劑與磁粉混合黏結(jié)加工而制成的磁性體。結(jié)構(gòu)型磁性材料：結(jié)構(gòu)型高分子磁性材料的種類主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；熱解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的

3、高分子磁性材料；含金屬的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等復(fù)合型磁性材料：復(fù)合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助劑，塑料起黏結(jié)劑作用。磁性塑料根據(jù)磁性填料的不同可以分為鐵氧體類、稀土類和納米晶磁類。根據(jù)不同方向磁性能的差異，又可以分為各向同性和各向異性磁性塑料。3磁性材料的應(yīng)用3.1磁性橡膠磁性橡膠鐵氧體填充橡膠永磁體曾大量用于制造冷藏車、電冰箱、電冰柜門的墊圈。北京化工研究院曾研制出專用于風(fēng)扇電機的磁性橡膠，應(yīng)用于計算機散熱風(fēng)扇。日本鐵道綜合技術(shù)研究所開發(fā)出利用磁性橡膠的磁性復(fù)合型減振材料。德國大陸輪胎公司將磁粉混入輪胎側(cè)膠料形成磁性膠條，再通過輪胎胎側(cè)扭力測量裝置采用傳感器從旋轉(zhuǎn)

4、輪胎胎側(cè)的磁性膠條上采集信號，以獲取大量有關(guān)汽車和路面之間力的有用數(shù)據(jù)，有利于駕駛員在不同路況下對車的控制。3.2磁性塑料磁性塑料又稱塑料磁鐵，兼有磁性材料和塑料的特性。根據(jù)填充磁粉類型可分為鐵氧體類磁性塑料和稀土類磁性塑料。由于磁性塑料機械加工性能好、易成型，且尺寸精度高、韌性好、重量輕、價格便宜、易批量生產(chǎn)，因此對電磁設(shè)備的小型化、輕量化、精密化和高性能化有重大意義。它可以記錄聲、光、電信息，因而廣泛用于電子電氣、儀器儀表、通訊、日用品等諸多領(lǐng)域，如制造彩色顯像管會聚組件、微電機磁鋼、汽車儀器儀表、分電器墊片和氣動元件磁環(huán)等。3.3醫(yī)學(xué)、診斷學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用磁性高分子微球能夠迅速響應(yīng)外加磁場的

5、變化，并可通過共聚賦予其表面多種功能基團（如OH,-COOH,CHO,-NH2）從而聯(lián)接上生物大分子、細胞等。因此，在細胞分離與分析、放射免疫測定、磁共振成像的造影劑、酶的分離與固定化、DNA的分離、靶向藥物、核酸雜交及臨床檢測和診斷等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。3.4吸波材料在隱身材料研究領(lǐng)域，傳統(tǒng)材料以強吸收為主要目標(biāo)，而新型材料則要滿足“薄、輕、寬、強”的需求。目前防止雷達探測所用的微波吸收劑多為無機鐵氧體，但因其密度大難以在飛行器上應(yīng)用。探索輕型、寬頻帶、高吸收率的新型微波吸收劑是隱身材料今后攻克的難點。根據(jù)電磁波理論，只有兼具電、磁損耗才有利于展寬頻帶和提高吸收率。因此，磁性高分子微球與

6、導(dǎo)電聚合物的復(fù)合物具有新型微波吸收劑的特征，在隱身技術(shù)和電磁屏蔽上具有廣闊的應(yīng)用前景。3.5光導(dǎo)功能材料磁性粒子（包括磁珠、磁性高分子微球等）具有磁響應(yīng)性，在外加磁場的作用下可以很方便地分離。另外它具有比表面積大、表面特性多樣的特點，可以結(jié)合各種功能物質(zhì)。酞菁類化合物作為有機光導(dǎo)功能材料，具有價廉、穩(wěn)定、低毒和廣泛的光譜響應(yīng)的特點。然而它的不溶性和難以成膜性卻妨礙了它的深入研究和實際應(yīng)用。研究最多的解決辦法即將酞菁分子共價結(jié)合到磁性聚合物鏈上：在磁性高分子粒子表面接上酞菁功能基，利用酞菁分子的光導(dǎo)性作為檢測信號來獲取生物活性分子間的相互作用信息，進而應(yīng)用于臨床檢測診斷。3.6磁分離技術(shù)磁分離技

7、術(shù)是根據(jù)物質(zhì)在磁場條件下有不同的磁性而實現(xiàn)分離的操作。它可從比較污濁的物系中分離出目標(biāo)產(chǎn)物，而且易于清洗，這是傳統(tǒng)生物親和分離所無法做到的。同時，它幾乎是從含生物粒子的溶液中吸附分離亞微米粒子的唯一可行方法。另外由于磁性高分子微球具有磁性，在磁場作用下可定向運動到特定部位，或迅速從周圍介質(zhì)中分離出來具有磁響應(yīng)性和不同的表面功能性，因此自70年代中期以來，磁性高分子微球不但在細胞分離、固定化酶、免疫測定、生物導(dǎo)彈、脫氧核糖核酸（DNA）分離及核酸雜交等領(lǐng)域得到廣泛的研究，而且在有機和生化合成、環(huán)境/食品微生物檢測等方面的應(yīng)用研究也日益增多。下文就磁性高分子微球在部分領(lǐng)域的最新應(yīng)用進展做一簡介。3

8、.7免疫測定免疫測定的目的是確定溶液中免疫活性分子，如抗原、抗體的濃度。研究者利用磁性高分子微球比表面積大，易分離，表面可功能化等優(yōu)點將其用于免疫測定，例如用于氨甲蝶呤、甲狀腺素、催乳激素、地谷新等的放射免疫測定（RIA）;內(nèi)質(zhì)醇（氫化可的松）的熒光免疫測定（FIA）;VB12的非放射免疫測定（Non-RIA）等。與傳統(tǒng)方法相比，它們具有特異性好，靈敏度高，準(zhǔn)確性好的優(yōu)點。將磁性微球用于免疫電化學(xué)發(fā)光分析，對食品和環(huán)境水樣中的大腸桿菌和沙門氏傷寒菌進行了快速準(zhǔn)確的測定；利用硅烷化正鐵鹽進行放射性免疫測在磁性納米粒子表面然后靜脈注射到動就可達到定向治療的3.8生物導(dǎo)彈磁性藥物微球是磁性藥物制劑的

9、一種類型，是靶向給藥系統(tǒng)的新劑型。涂覆高分子，再與蛋白質(zhì)相結(jié)合。以這種磁性納米粒子作為藥物的載體,物體內(nèi)，在外加磁場下通過納米微粒的磁性導(dǎo)航，使其移向病變部位,目的。動物臨床實驗證實，帶有磁性的納米微粒是發(fā)展這種技術(shù)的最有前途的對象。異位栓塞及梗死是介入治療仍有待解決的嚴(yán)重并發(fā)癥，磁控血管內(nèi)磁性微球栓塞具有磁控導(dǎo)向,靶位栓塞等優(yōu)點，為解決上述難題提供了新的途徑?；菪褫x等用自制的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）磁性微球血管內(nèi)栓塞效果及對血細胞的影響進行研究，術(shù)中栓塞觀察：注射磁性微球后均有磁栓固位于磁控處股動脈管腔內(nèi)，形成灰黑色栓塞，栓塞以下動脈搏動消失，顏色蒼白。磁栓15分鐘斷磁，磁栓無脫落及移位

10、，股動脈下段血供無再通。通過動力學(xué)研究測試了其固定蛋白質(zhì)的能力，這些性能的提高導(dǎo)致了磁性微球在藥理學(xué)、分子生物化學(xué)和生物醫(yī)藥學(xué)的新型應(yīng)用。3.9有機和生化合成近幾年來，組合化學(xué)因能快速合成巨大的化合物庫，用以滿足生物學(xué)測試的要求，因此得以迅猛發(fā)展，從而使固相有機合成技術(shù)得以復(fù)興。而以磁性微球為載體的固相有機合成技術(shù)，不僅可充分發(fā)揮固相合成的優(yōu)勢，而且在反應(yīng)完成后，可迅速地將目標(biāo)產(chǎn)物從剩余反應(yīng)物、副產(chǎn)物及溶劑中方便地分離出來，且不影響產(chǎn)物的性質(zhì)與純度。3.10環(huán)境/食品生物檢測以磁性微球為基礎(chǔ)的免疫磁性分離（IMS）技術(shù)不但廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)的各個領(lǐng)域，而且在環(huán)境和食品衛(wèi)生檢測方面的應(yīng)用也初

11、見端倪。沙門氏菌是引起食物中毒最常見的菌屬之一。曾有報道用免疫磁性分離技術(shù)從乳及乳制品、肉類和蔬菜中分離出沙門氏菌，其檢測限為每克1X102個細菌。免疫磁分離技術(shù)可快速將目標(biāo)微生物從樣品中分離出來，如果和其它檢驗方法，如酶聯(lián)免疫吸附分析（ELISA）,多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）,熒光免疫分析（FIA），電子化學(xué)發(fā)光（ECL）相結(jié)合，則可數(shù)倍地提高分離效率和檢測極限。利用IMS技術(shù)，不進行過濾等預(yù)處理，直接對環(huán)境水樣本進行檢測，用該方法能快速有效地探測環(huán)境中水的E.coli0157:H7（2X103個細胞/mL）,其分析靈敏度為84%87%;以及利用IMS-PCR法，可在7h內(nèi)檢測5-100L樣本

12、中少至一個的C.parvum卵囊，該方法的快速性和靈敏性足以使其勝任飲用水中C.parvum污染的常規(guī)檢測。另外，磁性高分子微球。所謂磁性高分子微球是指通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ咕酆衔锱c無機物結(jié)合起來，形成具有一定磁性及特殊結(jié)構(gòu)的微球。由于磁性高分子微球在磁性材料、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域顯示出了強大的生命力。4磁性塑料的展望以高分子化學(xué)和無機磁學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的磁性高分子，是兩者相互滲透交叉的新學(xué)科，它打破了高分子和無機磁學(xué)的傳統(tǒng)界限，成為近年來化學(xué)和物理學(xué)的前沿研究新領(lǐng)域，它的發(fā)現(xiàn)，證明了高分子也具有無機物的3項專有特性，即導(dǎo)電性、超導(dǎo)性和強磁性，磁性高分子的出現(xiàn)，是高分子領(lǐng)域的一個重大突破。利用磁性高分子的