磁性高分子薄膜的制备及其性质研究

论文摘要

智能材料具有十分重要的现实用途和极为广阔的应用前景，不论是高精尖的宇宙探索，还是人们的日常生活，智能材料都起着重要的作用。它自20世纪90年代迅速发展起来以后，代表着材料科学最活跃和最先进的发展方向，并对科学技术自身的发展有着十分重要的影响，因而一直受到人们的关注。本文从研究高分子薄膜的浸润性出发，结合化学性质稳定的FePt磁性纳米材料，制备出了磁性高分子复合薄膜，以期最终制备出磁场响应的智能材料。具体研究内容如下：1.高分子薄膜的研究。本文利用模版法分别制得了PMMA多孔膜、PMMA阵列膜及SBS阵列膜。通过改变模版尺寸调节薄膜表面的微观结构，进而调控薄膜的表面浸润性。通过实验条件优化，最终制备出了超疏水的SBS阵列膜，接触角达到了153°左右。2.磁性材料FePt合金的制备。在室温下，水相中通过共还原Fe盐和Pt盐制备出了FePt纳米粒子。该合成方法简单易于操作，低毒性，符合绿色化学的要求。通过XRD的测试，发现制备的FePt合金为化学无序的fcc结构，通过估算可得，其粒径为6 nm左右。通过SQUID的测试，得到制备的FePt合金的饱和磁化强度为20emu/g。3.磁性高分子复合薄膜的制备。将磁性材料FePt合金混入高分子材料SBS中，利用模版法制备出了超疏水的磁性SBS阵列膜，接触角达到了158°左右，通过SQUID的测试，证实得到复合薄膜仍保留有FePt合金磁性特征，其饱和磁化强度为1.4 emu/g。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 浸润性与高分子薄膜
• 1.2 接触角的基本理论
• 1.2.1 接触角
• 1.2.2 Young’s 方程
• 1.2.3 Wenzel 方程
• 1.2.4 Cassie-Baxter 方程
• 1.2.5 Wenzel 模型和 Cassie 模型的关系
• 1.3 特殊浸润性材料——从自然界到仿生
• 1.3.1 出淤泥而不染——荷叶
• 1.3.2 水上行走高手——水黾
• 1.3.3 集水高手——沙漠甲虫
• 1.4 固体表面浸润性的磁场响应
• 1.5 本文立题思想及研究内容
• 第二章 高分子膜的制备及其浸润性研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验与仪器
• 2.1.2 以 ZnO 纳米线阵列为模版制备 PMMA 多孔膜
• 2.1.3 以硅基光刻板为模板制备 PMMA 和 SBS 阵列模
• 2.1.4 以 ZnO 纳米线修饰的硅基光刻板为模板制备 SBS 阵列模
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 以 ZnO 纳米线阵列为模版制备的 PMMA 多孔膜
• 2.2.2 以硅基光刻板为模板制备的 PMMA 和 SBS 阵列模
• 2.2.3 以 ZnO 纳米线修饰的硅基光刻板为模板制备的 SBS 阵列模
• 2.3 本章小结
• 第三章 磁性材料FePt合金的制备及其性质研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验与仪器
• 3.1.2 FePt 纳米粒子的制备
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 FePt 纳米粒子的 XRD
• 3.2.2 FePt 纳米粒子的 TEM
• 3.2.3 FePt 纳米粒子的磁学性质
• 3.3 本章小结
• 第四章 超疏水磁性高分子薄膜的制备及其性质研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验与仪器
• 4.1.2 磁性 SBS 阵列膜的制备
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 SBS 阵列膜的 SEM
• 4.2.2 SBS 阵列膜的磁性
• 4.2.3 磁性 SBS 阵列膜的浸润性
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢