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酞菁高分子磁性复合材料的研究

作　者: 贾坤
导　师: 刘孝波
学　校: 电子科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 耐高温磁性材料酞菁聚合物界面反应有机无机杂化纳米材料
分类号: O482.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

磁性材料作为材料科学领域内最为古老的研究方向之一,已被广泛应用于信息材料、工业控制、电子器件、生物技术以及催化领域,并由此在学术界及产业界引起广泛且极具活力的研究兴趣。但是,随着材料学领域所取得的长足进步,传统磁性材料在其发展过程中逐渐出现加工性能较差、高温容易氧化以致磁性减弱以及在纳米尺度上极易团聚等缺点。本论文正是针对上述的问题,以无机磁性填料的表面化学功能化为中心思想,结合酞菁聚合物丰富的化学可反应性以及耐高温、高强度和高模量的优异结构性能,对一种耐高温高分子磁性复合材料的合成制备、结构表征以及材料应用进行系统的研究,主要的研究内容如下:1.根据酞菁环固有性质,由双邻苯二甲腈单体与磁性羰基铁粒子制备一种酞菁铁磁性高分子基体树脂,对化学反应,材料制备及结构表征进行了系统的研究。2.通过无机填料羰基铁的表面化学键合处理实现其表面化学功能化,进而与酞菁铁有机磁性树脂反应以制备有机无机杂化材料。首先,设计模型化合物以系统研究酞菁铁基体树脂与无机粒子表面处理层的化学反应机理;其次,通过处理后无机粒子的表面层与基体树脂之间的界面反应,成功的制备出耐高温酞菁基磁性复合材料。3.酞菁铁/纳米铁磁性功能复合材料的制备与表征。根据已经建立的界面反应化学原理,首先通过苯并噁嗪单体的羧酸基与纳米铁表面铁离子之间的化学键实现纳米粒子的化学功能化,然后再通过苯并噁嗪与邻苯二甲腈的可反应性,制备得到分散性较好的酞菁铁/纳米铁磁性复合材料。详细研究了功能高分子纳米复合材料的合成制备、结构表征以及电磁性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-27
  1.1 磁性材料概述  10-11
  1.2 有机磁性材料  11-14
    1.2.1 结构型磁性材料  12
    1.2.2 复合型磁性材料  12
    1.2.3 磁性纳米复合材料  12-14
  1.3 酞菁聚合物概述  14-26
    1.3.1 酞菁聚合物结构  15-19
      1.3.1.1 联苯型酞菁  15-17
      1.3.1.2 双酚 A 型酞菁  17-19
    1.3.2 酞菁聚合物性能  19-22
      1.3.2.1 热性能  20-21
      1.3.2.2 电性能  21-22
      1.3.2.3 磁性能  22
    1.3.3 酞菁聚合物应用  22-26
      1.3.3.1 结构材料应用  22-24
      1.3.3.2 功能材料应用  24-26
  1.4 本论文提出的背景、意义以及创新性  26-27
第二章酞菁铁磁性高分子的制备与表征  27-38
  2.1 实验原料及测试仪器  27-28
    2.1.1 实验原料  27
    2.1.2 测试仪器  27-28
  2.2 材料制备  28-29
  2.3 结构表征  29-37
    2.3.1 预聚物红外光谱与紫外光谱  29-30
    2.3.2 预聚物微波介电性能  30-33
      2.3.2.1 矢量网络分析器基本原理  30-32
      2.3.2.2 酞菁铁预聚物微波电磁参数  32-33
    2.3.3 固化高分子热性能  33-34
    2.3.4 固化高分子磁性能  34-36
      2.3.4.1 振动样品磁强计仪器原理  35
      2.3.4.2 固化磁性高分子磁性能  35-36
    2.3.5 磁性高分子断面形貌  36-37
  2.4 小结  37-38
第三章含羧酸苯并噁嗪/酞菁铁磁性预聚物的固化反应机理  38-50
  3.1 实验原料及测试仪器  38-39
    3.1.1 实验原料  38
    3.1.2 测试仪器  38-39
  3.2 实验部分  39-40
    3.2.1 酞菁铁预聚物合成  39
    3.2.2 含羧基苯并噁嗪(BZ-2C00H)单体的合成  39
    3.2.3 模型化合物(BZM)的合成  39-40
  3.3 结构与讨论  40-49
    3.3.1 酞菁铁预聚物与含羧基苯并噁嗪(BZ-2C00H)单体的反应  40-45
      3.3.1.1 共混物 DSC 分析  40-41
      3.3.1.2 BPH/BZ-2COOH 共混物流变学分析  41-43
      3.3.1.3 固化高分子热稳定性  43-44
      3.3.1.4 含 5% BZ-2COOH 单体共混物固化过程中的红外光谱  44-45
    3.3.2 酞菁铁预聚物与苯并噁嗪模型化合物(BZM)单体的反应  45-49
      3.3.2.1 BPH/BZM 共混物流变学分析  45-47
      3.3.2.2 BPH/BZM 与BPH/BZ-2COOH 共混物体系的红外光谱  47-49
  3.4 小结  49-50
第四章 BPH/羰基铁磁性复合材料的键合化学制备  50-63
  4.1 实验原料及测试仪器  50-51
    4.1.1 实验原料  50
    4.1.2 测试仪器  50-51
  4.2 材料制备  51-53
    4.2.1 羰基铁粉体的表面化学处理  51-52
    4.2.2 高分子磁性复合材料的制备  52-53
  4.3 结果与讨论  53-62
    4.3.1 含羧基苯并噁嗪 BZ-2COOH 与羰基铁的界面键合化学反应  53-56
    4.3.2 BZ-2COOH 与酞菁铁磁性预聚物的界面反应  56-58
    4.3.3 BPH/羰基铁磁性复合材料性能表征  58-62
      4.3.3.1 BPH/羰基铁磁性复合材料热稳定性  58-60
      4.3.3.2 BPH/羰基铁磁性复合材料磁性能  60
      4.3.3.3 BPH/羰基铁磁性复合材料断面形貌  60-61
      4.3.3.4 BPH/羰基铁磁性复合材料微波测试  61-62
  4.4 小结  62-63
第五章酞菁/纳米 Fe 功能复合材料制备与表征  63-73
  5.1 实验原料及测试仪器  63-64
    5.1.1 实验原料  63-64
    5.1.2 测试仪器  64
  5.2 材料制备  64-65
    5.2.1 纳米铁粒子的表面化学处理  64
    5.2.2 酞菁/纳米 Fe 磁性功能复合材料的制备  64-65
  5.3 结果与讨论  65-72
    5.3.1 含羧基苯并噁嗪单体 BZ-2COOH 处理纳米铁粒子  65-67
    5.3.2 酞菁/纳米 Fe 磁性功能预聚物性能  67-70
    5.3.3 酞菁/纳米 Fe 磁性功能复合材料性能  70-72
  5.4 小结  72-73
第六章结论  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-85
攻硕期间取得的研究成果  85-87

酞菁高分子磁性复合材料的研究

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