磁性高分子材料的分类

磁性高分子材料的分类

磁性高分子材料通常可分为复合型和结构型两种。前者是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式加工制得的磁性体，如磁性橡胶、磁性树脂、磁性薄膜、磁性高分子微球等；后者是指不用加入无机磁性物，高分子结构自身具有强磁性的材料，由于比重小、电阻率高，其强磁性来源与传统无机磁性材料很不相同,因此具有重要的理论意义和应用前景。 1、

复合型磁性高分子材料

复合型磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种复合型材料。复合型高分子磁性材料分为树脂基铁氧体类高分子共混磁性材料和树脂基稀土填充类高分子共混磁性材料两类，简称为铁氧体类高分子磁性材料和稀土类高分子磁性材料，目前以铁氧体类高分子磁性材料为主。 （1）铁氧体类高分子磁性材料

铁氧体类高分子磁性材料具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活等特点，可制成薄壁或复杂形状的制品。但是其磁性不仅比烧结磁铁的差,也比稀土类磁性塑料的差。如果大量填充磁粉，制品的加工性和强度都会下降。所以铁氧体类高分子磁性材料主要用于家电和日用品。

（2）稀土类高分子磁性材料

填充稀土类磁粉制作的高分子磁性材料属于稀土高分子磁性材料。它与烧结型稀土类磁铁相比，虽然在磁性和耐热性方面较差，但

其成型性和力学性能优良，组装和使用方便，废品率低。稀土类高分子磁性材料的磁性虽不如稀土类烧结磁铁，但优于铁氧体类烧结磁铁，其力学强度、耐热性能和磁性能均优于铁氧体类高分子磁性材料。稀土类高分子磁性材料的加工性能较出色，可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求，可应用于小型精密电机、通讯设备传感器、继电器、仪器仪表、音响设备等多种领域，将成为今后高分子磁性材料发展的方向。 （3）复合型磁性高分子材料的粘结剂

目前磁性塑料的粘结剂主要是橡胶、热固性树脂和热塑性树脂。橡胶类粘结剂包括天然橡胶和合成橡胶，主要用于柔性复合磁体制造；热固性粘结剂一般用环氧树脂和酚醛树脂；热塑性粘结剂主要为聚酰胺(PA)、聚丙烯和聚乙烯等,其中PA类最常见，目前最常用的PA基体是尼龙6、尼龙66和尼龙12等。

（4）影响复合型磁性高分子材料性能的影响因素

影响复合型高分子材料磁性能的主要是磁粉的用量和粒径。磁性高分子材料的磁性能基本上不受高分子种类的影响，而主要取决于磁粉的性质和用量；磁粉的粒径对磁性高分子材料的磁性能有较大的影响，一般如果磁粉粒径较大，粒度分布不均匀，则其在复合材料中的分散不均匀，导致内退磁现象增强，还会造成应力集中，降低物理机械性能。磁粉粒径较小时，磁粉在高分子材料中分散均匀，且退磁能力也越小。当粒径足够小时，各颗粒成为单畴，这样当磁粉的粒径接近磁畴的临界晶粒直径时，磁性材料的矫顽力会大大增加。因此从理

论上讲希望磁粉粒径尽可能小。 2、

结构型磁性高分子材料

结构型高分子磁性材料是指高分子材料本身具有强磁性的材料，主要为一些多自由基聚合物和金属配合的聚合物。结构型磁性高分子材料可分为3类：自由基聚合物(纯有机磁性高分子)、金属配合聚合物(金属有机磁性高分子)、二茂金属化合物。 （1） 自由基聚合物

所谓自由基聚合物是指高分子中不含任何金属，仅由C，H，N，O，S等组成的磁性高分子。例如二炔烃类衍生物的聚合物，该类聚合物通过将含有自由基的单体聚合，使自由基稳定通过主链的传递偶合作用，再使自由基未配对电子间产生铁自旋偶合而获得宏观磁性的高分子。1，4一双丁二炔(BPIO) (2，2，6，6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基吡啶)就是这类聚合物的典型。 （2） 金属有机磁性高分子

这类材料还可细分为：桥联型金属有机配合物磁性高分子和Schiff碱型金属有机配合磁性高分子。

关于桥联型金属有机磁性高分子，是指用有机配体桥联过渡金属以及稀土金属等顺磁性离子、顺磁性金属离子通过“桥”产生磁相互作用。这类高分子是最有希望获得实用价值的金属有机配合物磁性高分子之一。最为著名的是Kahn等人利用金属离子间容易产生反铁磁性相互作用的特点，设计有不同多重态金属离子交替排列，含Mn和Cu的金属有机高分子配合物，并得到三维高分子化合物。关于Shciff

碱型金属有机配合磁性高分子，日本东京大学的管野忠在澳大利亚科学家所合成的PPH(聚双2，6吡啶基辛二腈)聚合物的基础上，合成出了可与磁铁相匹敌的PPH·FeSO4型高分子磁体。 （3） 茂金属化合物

二茂铁有机金属磁性高分子材料，是第一个常温稳定具有实用价值的高分子磁体。我国林展如等将含金属茂(C5H5)nM的有机金属单体在有机溶剂中通过多步反应成功得到多种可以应用的有机高分子磁性材料(OPM)。以二茂铁为原料合成的有机磁体还可以与铜纤维、不锈钢纤维和碳纤维复合，发展具有良好屏蔽效果的新型电磁屏蔽复合材料。