磁性无机纳米粒子—聚合物复合材料的制备研究

【摘要】：磁性无机纳米粒子(主要包括α-Fe_2O_3、γ-Fe_2O_3、Fe_3O_4及铁镍硼等)作为一种磁性材料，无论在工业生产，还是科学研究中都备受瞩目。近年来，磁性无机纳米粒子特别是氧化铁纳米粒子被广泛用于制备磁性复合材料。由于磁性聚苯乙烯复合材料结合了聚合物和磁性无机纳米粒子的优点，兼具磁响应性和聚合物的功能特性，因而在医学，生物化学及工业应用等领域显示出广泛的应用前景。就目前的研究现状而言，如何制备包裹完全、单分散性好的均匀磁性高分子微球仍然是研究的热点。磁性无机纳米粒子／导电聚合物类复合材料由于兼有导电性和磁性已引起了人们的极大兴趣及广泛关注，这些复合材料在微波吸收、电磁屏蔽、电化显示器、分子器件、非线性光学材料等方面都具有广泛的应用前景。目前研究较多的磁性导电聚合物复合材料主要为磁性聚吡咯复合材料、磁性聚苯胺复合材料。有关聚噻吩磁性复合材料的研究尚未见报道。 本论文中，研究了均匀磁性聚苯乙烯纳米微粒、导电性较好的γ-Fe_2O_3—聚噻吩(γ-Fe_2O_3—PTP)复合材料及Fe-Ni-B—聚噻吩(Fe-Ni-B—PTP)复合材料的制备。用TEM、FTIR、XRD、穆斯堡尔谱等多种手段进行了表征，并结合我们的实验对复合材料的形成过程进行了分析。主要结果如下： 先利用双层表面活性剂修饰磁性粒子，制备出稳定性好的水基磁流体，提高了苯乙烯在Fe_3O_4纳米粒子周围的溶解性，在此基础上进行苯乙烯的聚合，得到了包裹完全、单分散性好的均匀磁性聚苯乙烯纳米微粒。TEM、FTIR、XRD等表明微粒的平均粒径约为45±5nm，粒径分布均匀，且包裹比较完全。 利用单体聚合法成功地制备出了纳米γ-Fe_2O_3—PTP磁性导电复合材料，红外、透射电镜、穆斯堡尔谱等研究表明纳米γ-Fe_2O_3已被聚噻吩成功包裹，且PTP与纳米γ-Fe_2O_3之间有较强的相互作用。并对复合材料的导电性能进行了研究，发现包覆后样品地导电性高于纯的聚噻吩，并且随γ-Fe_2O_3含量的增加导电性有增大趋势。 利用单体聚合法成功地制备出了纳米Fe-Ni-B—PTP磁性导电复合材料，红外、透射电镜、穆斯堡尔谱等研究表明纳米Fe-Ni-B已被聚噻吩成功包裹。并对复合材料的导电性能进行了研究，发现包覆后样品地导电性高于纯的聚噻吩，并且随Fe-Ni-B含量的增加导电性有先增大后减小的趋势。 华东师范大学硕士学位论文 结合现有的文献及作者本人大量的实验工作，对三大体系的聚合过程进行了 简单的分析，并设计了简单的模型，期望这些研究成果能为进一步研究磁性高分 子材料提供新的思路。