磁性微粒导电高分子复合材料研究进展.pdf

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1、2005年上海市颗粒学会年会论文集161磁性微粒一导电高分子复合材料研究进展包蕾，姜继森(华东师范大学物理系，纳米功能材料与器件应用研究中心，上海200062)摘要：本文综述了近年来磁性微粒一导电高分子纳米复合材料的合成技术、材料性质，特别是其吸波性能的最新研究进展。关键词：纳米复合材料；磁性粒子；导电聚合物；吸波材料1引言自从1977年发现导电聚合物以来，由于与导电金属相比，它具有质量轻、拉伸性强等优良特性，在电池、防腐蚀、电磁屏蔽等方面都有潜在的应用价值，因此人们对导电聚合物的结构和性能的研究不断地深入ll。3]

2、。以导电高分子为基质制各磁性微粒～导电聚合物纳米复合材料具有磁性和导电性双重特性，在传感技术、非线性光学材料、分子电器件、电磁屏蔽和雷达吸收等方面具有广阔的应用前景。本文对磁性微粒一导电高分子纳米复合材料的制备方法、性能特点等方面进行综述，对磁性微粒一导电高分子纳米复合材料研究发展趋势作了展望。2磁性微粒—导电高分子纳米复合材料的制备方法2．1共混法共混法操作简单，但是纳米粒子易团聚，磁性粒子和导电聚合物在体系中难以分散均匀，复合物结构具有不确定性。因此这种方法通常需要在共混前对纳米粒子的表面进行处理，例如，添加分散

3、剂降低纳米粒子的表面能，可以改善纳米粒子的分散状况；或添加偶联剂，可以使纳米粒子和基体之问有强相互作用。Tang等H用溶液共混法，合成了导电性能良好的磁性粒子一导电高分子纳米复合材料，他们用不同表面活性剂处理的y—Fe203与不同有机酸掺杂的聚苯胺(PAN)，在氯仿、间一甲苯酚等有机溶液中混合后浇膜，可以制备导电性能良好的Y—Fe203一PAN复合薄膜。2．2原位生成法原位生成法是将单体(或聚合物)与金属离子预先混合制成前驱体，金属离子均匀稳定的分散在单体(或聚合物)中，然后使金属离子氧化或还原形成纳米粒子一聚合物复

4、合材料。用这种方法，磁性粒子在聚合物中分散较均匀，而且聚合网络物可以有效的阻止纳米粒子的生长。但是这种方法制备容易引入杂质，降低了产物的纯度。Vadera等‘51在Fe3十、zn2+离子共同存在的卤化物溶液中，引发苯胺一甲醛单体聚合，合成了Y—Fe203一苯胺一甲醛共聚物纳米复合材料。2．3原位聚合法原位聚合法就是将纳米颗粒与单体混合均匀，在适当的条件下引发单体聚合，聚合方式有悬浮聚合、分散聚合和乳液聚合(包括无皂乳液聚合、种子乳液聚合)等。+联系人，姜继森．E-mail：jsjiang@phy．ecnu．edu．c

5、a上海市科委纳米专项资金资助。1622005年上海市颗粒学会年会论文集Deng等[61用乳液聚合法制备了核壳结构的Fe304一胶联聚苯胺(CLPANI)磁性导电复合材料，Fe304纳米粒子和胶联聚苯胺复合过程如图1所示。该研究小组还用这种方法制备TFe30广聚苯胺、Fe304_聚吡咯等核壳结构的纳米复合物口捌。霄·竺PH>IO⋯骂麓蕊茄0．-舒c麟·’p。十⋯⋯’’、0-／酊-。Fig．1．SynthesisofprocedureforFe304一CLPANInanocompositesChen等n01用FeCl3修

6、饰Fe304纳米粒子，由于共离子效应，溶液中Fe3+离子吸附在Fe304颗粒表面形成壳层，Fe3+离子同时又是吡咯聚合的引发剂，使吡咯均匀聚合在Fe304粒子表面，从而形成核壳结构的Fe304一聚吡咯(PPY)纳米复合材料，复合过程如图2所示。Fig．2．DisposalofFe304nanoparticlesandstructureofPPY-Fe304compositeButterworth等m1用分散聚合法，合成了聚吡咯一Si02_磁性粒子纳米复合材料，(如图3所示)。加入Si02可以使纳米复合材料以胶体形式稳

7、定分散，但会降低复合物的电磁性能。叠l兰辫詈霎④Dispersed5-20n。Silmoared孙lypyrr㈣ote-S∞ilimca㈣-MMagnetiteparticlesMagnetiteparticlesnan0∞mr，os!Fig．3．Polypyrrole—silica—magnetiteparticlesbytheinsituchemicalpolymerizationofpyrroleinthepresenceofsilica-coatedmagnetiteparticles本实验组殷华茹等u副用单

8、体聚合法，以FeCl。为引发剂，制备了Y—Fe：0。一聚噻吩复合材料，复合材料具有较好的导电性，但发现有FeCl。掺杂在复合材料中。原位聚合法简单易行可以使磁性粒子包覆在导电聚合物中，因此产物具有特殊的性能，但是这种方法存在磁性粒子容易团聚、易被氧化，聚合不均匀等问题。2．4化学电镀法化学电镀法是在电极表面进行电化学氧化聚合反应制备聚合物薄膜的