PI-Fe3O4復合微球的制備與性能研究.pdf

1、Fe3O4是一種傳統(tǒng)的磁性材料，由于其高的磁響應、生物相容性和低毒廉價等特性，在化工、環(huán)境、電子以及生物醫(yī)學等領域得到了廣泛應用。然而Fe3O4納米粒子易團聚、穩(wěn)定性差，使其在一些領域的應用受到了限制。近年來，對Fe3O4的保護受到了研究工作者的廣泛關注，多數(shù)對Fe3O4的保護措施是將無機物或有機物包裹到Fe3O4表面形成核殼微球。聚酰亞胺(PI)具有優(yōu)異的耐熱性能和機械性能，并且可以進行單體的設計與聚合物結構設計，通過設計特殊結構的單

2、體可以得到具有特定功能的聚合物，用聚酰亞胺包裹 Fe3O4可以有效提高微球的熱穩(wěn)定性，并且通過結構的設計可以賦予復合微球不同的功能性，而用聚酰亞胺包裹Fe3O4的研究還未見報道。傳統(tǒng)的方法制備Fe3O4核殼微球時都需要預先制備出Fe3O4微粒，再將有機物或無機物包裹到Fe3O4表面，很少有通過一步反應制備出Fe3O4核殼微球的研究。
　　本文以聚酰胺酸三乙胺鹽(PAAS)和Fe3+為前驅(qū)體，在反應釜中經(jīng)過一步反應制備了PI/Fe3

3、O4復合微球，探討了制備PI/Fe3O4復合微球的反應機理，并且研究了聚酰胺酸三乙胺鹽濃度、反應溫度和反應時間對制備的PI/Fe3O4復合微球形貌與性能的影響。實驗用紅外光譜(IR)和X射線衍射(XRD)對制備的復合微球進行了結構表征，發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺的特征吸收峰和Fe3O4的特征吸收峰同時出現(xiàn)在PI/Fe3O4復合微球的紅外光譜中，表明聚酰亞胺已經(jīng)成功包裹到Fe3O4表面；通過XRD的分析發(fā)現(xiàn)Fe3O4以立方相的反尖晶石結構存在。通過熱失

4、重(TGA)曲線判斷聚酰亞胺包裹到Fe3O4表面可以有效提高Fe3O4的穩(wěn)定性，防止了Fe3O4發(fā)生氧化反應。樣品振動磁強計(VSM)結果表明純Fe3O4有較高的飽和磁化強度，高達79.28 emu/g。在不同濃度下Fe3O4表面包裹的聚酰亞胺量不同，濃度越大包裹上的聚酰亞胺越多，而飽和磁化強度越??；反應溫度和反應時間也對磁性有著重要影響，反應溫度低或時間短，將使產(chǎn)物的飽和磁化強度降低；溫度過高或時間偏長會使包裹在 Fe3O4表面的聚酰

5、亞胺發(fā)生消解，嚴重影響復合微球的形貌。通過實驗結果的對比得到在PAAS的濃度為4.5 wt％、溫度為200℃和反應時間為8h條件下得到的微球有良好的微觀形貌，較高的飽和磁化強度(35.33 emu/g)，并且含有54.35 wt%的聚酰亞胺。
　　本文用制備的產(chǎn)物進行了Cu2+吸附實驗，結果表明PI/Fe3O4復合微球與純Fe3O4對Cu2+的吸附量基本一致，而將PI/Fe3O4復合微球表面用KOH溶液水解后增加了微球表面游離羧基