磁性塑料的综述

1、1磁性塑料的介绍磁性塑料是高分子磁性材料中的一种。高分子磁性材料是一种具有记录声、光、电等信息并能重新释放的功能高分子材料，是现代科学技术的重要基础材料之一。有机高分子磁性材料作为一种新型功能材料，在超高频装置、高密度存储材料、吸波材料和微电子等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。磁性高分子材料的出现大大改善了烧结磁体的这些缺点，它具有重量轻、有柔性、加工温度不高、结构便于分子设计、透明、绝缘、可与生物体系和高分子共容、成本低等优点，但是磁性高分子材料的磁性能较低,如何提高其磁性能成为磁性高分子材料研究的主要热点。磁性高分子材料广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条，标识教材，广告宣传

2、，电子工业以及生物医学等领域，是一种重要的功能材料特点:有机磁性材料的优点：a结构种类的多样性；b、可用化学方法合成；c、可得到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能；d、磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越；用于超高频装置、高密度存储材料、吸波材料、微电子工业和宇航等需要轻质磁性材料的领域2磁性塑料的分类及举例高分子磁性材料分为结构型和复合型两种：结构型磁性材料是指高分子材料本身具有强性；复合型磁性材料是指以塑料或橡胶为黏结剂与磁粉混合黏结加工而制成的磁性体。结构型磁性材料：结构型高分子磁性材料的种类主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；热解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的

3、高分子磁性材料；含金属的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等复合型磁性材料：复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂，塑料起黏结剂作用。磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。根据不同方向磁性能的差异，又可以分为各向同性和各向异性磁性塑料。3磁性材料的应用3.1磁性橡胶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

4、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。3.2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。根据填充磁粉类型可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。3.3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

5、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、放射免疫测定、磁共振成像的造影剂、酶的分离与固定化、DNA的分离、靶向药物、核酸杂交及临床检测和诊断等诸多领域有着广泛的应用。3.4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。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

6、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。3.5光导功能材料磁性粒子（包括磁珠、磁性高分子微球等）具有磁响应性，在外加磁场的作用下可以很方便地分离。另外它具有比表面积大、表面特性多样的特点，可以结合各种功能物质。酞菁类化合物作为有机光导功能材料，具有价廉、稳定、低毒和广泛的光谱响应的特点。然而它的不溶性和难以成膜性却妨碍了它的深入研究和实际应用。研究最多的解决办法即将酞菁分子共价结合到磁性聚合物链上：在磁性高分子粒子表面接上酞菁功能基，利用酞菁分子的光导性作为检测信号来获取生物活性分子间的相互作用信息，进而应用于临床检测诊断。3.6磁分离技术磁分离技

7、术是根据物质在磁场条件下有不同的磁性而实现分离的操作。它可从比较污浊的物系中分离出目标产物，而且易于清洗，这是传统生物亲和分离所无法做到的。同时，它几乎是从含生物粒子的溶液中吸附分离亚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，在磁场作用下可定向运动到特定部位，或迅速从周围介质中分离出来具有磁响应性和不同的表面功能性，因此自70年代中期以来，磁性高分子微球不但在细胞分离、固定化酶、免疫测定、生物导弹、脱氧核糖核酸（DNA）分离及核酸杂交等领域得到广泛的研究，而且在有机和生化合成、环境/食品微生物检测等方面的应用研究也日益增多。下文就磁性高分子微球在部分领域的最新应用进展做一简介。3

8、.7免疫测定免疫测定的目的是确定溶液中免疫活性分子，如抗原、抗体的浓度。研究者利用磁性高分子微球比表面积大，易分离，表面可功能化等优点将其用于免疫测定，例如用于氨甲蝶呤、甲状腺素、催乳激素、地谷新等的放射免疫测定（RIA）;内质醇（氢化可的松）的荧光免疫测定（FIA）;VB12的非放射免疫测定（Non-RIA）等。与传统方法相比，它们具有特异性好，灵敏度高，准确性好的优点。将磁性微球用于免疫电化学发光分析，对食品和环境水样中的大肠杆菌和沙门氏伤寒菌进行了快速准确的测定；利用硅烷化正铁盐进行放射性免疫测在磁性纳米粒子表面然后静脉注射到动就可达到定向治疗的3.8生物导弹磁性药物微球是磁性药物制剂的

9、一种类型，是靶向给药系统的新剂型。涂覆高分子，再与蛋白质相结合。以这种磁性纳米粒子作为药物的载体,物体内，在外加磁场下通过纳米微粒的磁性导航，使其移向病变部位,目的。动物临床实验证实，带有磁性的纳米微粒是发展这种技术的最有前途的对象。异位栓塞及梗死是介入治疗仍有待解决的严重并发症，磁控血管内磁性微球栓塞具有磁控导向,靶位栓塞等优点，为解决上述难题提供了新的途径。惠旭辉等用自制的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）磁性微球血管内栓塞效果及对血细胞的影响进行研究，术中栓塞观察：注射磁性微球后均有磁栓固位于磁控处股动脉管腔内，形成灰黑色栓塞，栓塞以下动脉搏动消失，颜色苍白。磁栓15分钟断磁，磁栓无脱落及移位

10、，股动脉下段血供无再通。通过动力学研究测试了其固定蛋白质的能力，这些性能的提高导致了磁性微球在药理学、分子生物化学和生物医药学的新型应用。3.9有机和生化合成近几年来，组合化学因能快速合成巨大的化合物库，用以满足生物学测试的要求，因此得以迅猛发展，从而使固相有机合成技术得以复兴。而以磁性微球为载体的固相有机合成技术，不仅可充分发挥固相合成的优势，而且在反应完成后，可迅速地将目标产物从剩余反应物、副产物及溶剂中方便地分离出来，且不影响产物的性质与纯度。3.10环境/食品生物检测以磁性微球为基础的免疫磁性分离（IMS）技术不但广泛应用于医学、生物学的各个领域，而且在环境和食品卫生检测方面的应用也初

11、见端倪。沙门氏菌是引起食物中毒最常见的菌属之一。曾有报道用免疫磁性分离技术从乳及乳制品、肉类和蔬菜中分离出沙门氏菌，其检测限为每克1X102个细菌。免疫磁分离技术可快速将目标微生物从样品中分离出来，如果和其它检验方法，如酶联免疫吸附分析（ELISA）,多聚酶链式反应（PCR）,荧光免疫分析（FIA），电子化学发光（ECL）相结合，则可数倍地提高分离效率和检测极限。利用IMS技术，不进行过滤等预处理，直接对环境水样本进行检测，用该方法能快速有效地探测环境中水的E.coli0157:H7（2X103个细胞/mL）,其分析灵敏度为84%87%;以及利用IMS-PCR法，可在7h内检测5-100L样本

12、中少至一个的C.parvum卵囊，该方法的快速性和灵敏性足以使其胜任饮用水中C.parvum污染的常规检测。另外，磁性高分子微球。所谓磁性高分子微球是指通过适当的方法使聚合物与无机物结合起来，形成具有一定磁性及特殊结构的微球。由于磁性高分子微球在磁性材料、细胞生物学、分子生物学和医学等诸多领域显示出了强大的生命力。4磁性塑料的展望以高分子化学和无机磁学为基础发展起来的磁性高分子，是两者相互渗透交叉的新学科，它打破了高分子和无机磁学的传统界限，成为近年来化学和物理学的前沿研究新领域，它的发现，证明了高分子也具有无机物的3项专有特性，即导电性、超导性和强磁性，磁性高分子的出现，是高分子领域的一个重大突破。利用磁性高分子的