淺談有機高分子磁性材料的性質與應用

彭勃聞

摘 要：有機高分子磁性材料是一種新型材料，材質輕，質地軟，可塑性強，應用領域廣泛，高分子有機磁性材料既屬于有機材料的范疇，也是磁性材料的一種類型。關于有機高分子磁性材料的研究，還處于初級階段，雖然業界已經針對這種材料進行了深入的試驗和分析，但是其應用還不夠全面，該文主要針對有機高分子磁性材料的性質與應用進行分析。

關鍵詞：有機高分子磁性材料 性質 應用

中圖分類號：TB324 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0117-02

磁性材料是近年來誕生的一種基礎功能材料，雖然早在戰國時期，人們就已經發現了磁鐵現象，但是人們對于磁性材料的開發和利用還不足百年時間。經過了百年的發展，磁性材料的類型越來越多，高分子磁性材料的應用更是為磁性材料家族中增添了一名新的成員。高分子有機磁性材料既屬于有機材料的范疇，也是磁性材料的一種類型。關于有機高分子磁性材料的研究，還處于初級階段，雖然業界已經針對這種材料進行了深入的試驗和分析，但是其應用還不夠全面，以下就針對該種材料的性質與應用進行分析。

1 有機高分子磁性材料的定義與性質

有機高分子磁性材料是指所含分子具備穩定性，而且具備鐵磁相互作用的有機化合物。有機高分子磁性材料材質比較輕，質地軟，可塑性強，在有機高分子磁性材料沒有發現之前，都是使用的傳統磁性材料。傳統磁性材料打造比較麻煩，需要經過高溫等工藝過程，有機高分子磁性材料工藝簡便，耐熱性較好，所以使用范圍也比較廣。

有機高分子磁性材料有復合型和結構型。復合型主要指有機化合物，鐵氧體型和稀土型；結構型指含有過渡金屬物的分子，一共包含自由基聚合物型，金屬原子共同物型和含有大Π鍵系統的化合物型三種類型。結構型磁性高分子材料本身它就有磁性，而且它的性質很穩定，首要組成元素是碳、氫、氮，一般溫度下不會發生變化，可承受溫度為220 ℃，分子比較穩定，所以不存在漸變過程。隨著科學的發展，對有機高分子磁性材料的不斷研究，證明了高分子材料也可以具有無機的特性，包括磁性、導電性和超導性。有機高分子磁性材料的發現，推進了很多領域的發展，比如軍事上、生物醫學上和傳統工藝改進方面都做出了巨大的貢獻。

2 有機高分子磁性材料的實踐

從上文可以知道，有機高分子磁性材料的自由基是比較穩定的，國外從20世紀80年代的時候開始對此類物質進行研究，在碳、氫、氮的基礎上，與高分子進行鏈接，從而獲得具有磁性的高分子化合物。我國在這方面的研究基本上是與國外同步進行的，而且我國現在已經應用于信息領域，我國研究出二茂鐵配位聚合物，具有很好的磁性能，這一點，我國是領先于其他國家的，雖然國外也對結構型新磁性化合物進行了研究，但是還沒有進入實際應用階段。該文所研究的有機高分子磁性材料的應用主要在軍事、醫學和工業這3個方面。

2.1 磁性材料在提高軍事實力方面的作用

一個國家的軍事實力，代表其在國際上的地位。像中國、美國和俄羅斯，都是在軍事上處于領先地位的。軍事實力增強，經濟和文化也會處在不斷發展的道路上。磁性材料在軍事范疇的使用有很多。高分子磁性材料的抗干擾能力較強，在航空、航天和軍艦等方面是要避免電磁波相互干擾，以免設備失靈。用高分子磁性材料做成的抗電磁干擾器件可以削減電磁的污染；關于戰斗機隱身方面，高分子磁性材料應用也比較廣泛。在以前對隱身材料的選擇著重于強吸收，避免對方雷達偵測到，現在對隱身材料的選擇已經不僅僅滿足于強吸收，高分子磁性材料質地更加輕薄。因此磁性高分子微球與導電聚合物的復合物對于微波的吸收能力是非常強的，所以廣泛應用在隱身和屏蔽電磁方面。

2.2 磁性材料在生物醫學方面的利用

早在幾千年前，磁性材料在醫學上的利用就被前人所發現，中藥中磁石具有鎮靜的作用，因為含有四氧化三鐵，所以還具有補血效果。科學的發展，帶動了醫療裝備的發展，醫療設備的等科技含量愈來愈高。很多醫療設備的生產制造都使用了含有高分子磁性材料的材質。由于磁性高分子自己具備磁性，對磁場的轉變是很敏感的，能夠在外界條件變化的情況下發生不同的反應，一些特性也會隨之改變。最典型的就是磁共振。磁共振的原理就是原子核本身帶正電荷，當處在外界磁場的時候，它的運動從自由無序變得有序。當系統變得穩定時，它的值也是相對穩定的，但是如果遇到外力干擾，就會產生共振效應。

2.3 磁性材料在產業中的利用

磁性材料在我們的身邊無處不在，好比隨處可見的鐵銹，它事實上就帶有磁性。在傳統工業和現代工業中，高分子磁性材料的利用也很普遍。磁性材料具備導電的特點，高分子磁性材料促進了電器的研究與制造。高分子磁性材料質地比較輕，還能制成薄膜，用在光盤上可以大大提高磁記錄的密度，對開辟高貯存信息的光盤等功能性產品有很大的幫助。因為高磁性材料具有可塑性強的特點，所以可以制成很多傳統磁性材料無法做成的器件。高分子磁性材料可以與很多物質比如細胞、分子等發生鏈接，所以可以利用這一特性研究出在不同領域所需要的磁性，更好的運用到實際中去。

2.4 復合型磁性高分子材料粘結劑的應用

磁性高分子材料粘結劑有熱固性樹脂、橡膠、熱塑性樹脂等，常用的橡膠粘結劑主要有合成橡膠與天然橡膠兩種類型，可以應用在柔性復合磁體的制造中，但是與傳統的塑料類材料相比，該種材料的成型與加工非常困難。熱塑性粘結劑主要為聚酞胺（PA）、聚丙烯和聚乙烯等，其中PA類最常見，目前最常用的PA基體是尼龍6和尼龍“等。日本開發一項用尼龍與聚烯烴復合樹脂作基體的粘結稀土永磁材料，熔體流動性較好，可以加工成形狀復雜和磁性能優越的磁體川。除了上述這些聚合物基體外，國內還有用二茂金屬高分子鐵磁體粉作粘結劑與快淬NdFeB磁粉復合制成磁性高分子粘結NdFeB磁性材料，其磁性能比環氧樹脂粘結NdFeB的磁性能高。

3 結語

磁性材料在生活各個領域都隨處可見，而且其本身就存在生活的各個領域。隨著科技的不斷發展，對高分子磁性研究的深入，可以發現和改造更多的高分子磁性材料，為人類所用。

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