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聚合物修饰纳米Fe3O4磁性复合材料是一类新型的功能高分子复合材料，具有许多优异的性能和广泛的用途。目前，人们对该复合材料的研究大多集中于材料的制备、结构、性能及应用研究等方面。在充分调研所选课题相关的领域的国内外研究状况及进展的基础上，本论文选取含丙烯酸链段的聚合物或共聚物[聚丙烯酸、聚(丙烯酸-丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酸-苯乙烯)]和超支化聚芳酰胺对纳米Fe3O4粒子进行表面修饰，制备了四种类型的聚合物修饰纳米Fe3O4磁性复合材料。利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、流变仪(ARES)、动态力学分析(DMA)、热重分析(TG)、动态超显微硬度仪(DUHMT)和磁性能测量系统(MPMS)等现代测试表征方法对所得复合体系的结构及性能进行了研究，主要研究内容和结果归纳如下：
在机械搅拌和超声分散双重作用下，用NaOH沉淀Fe2+和Fe3+的混合溶液制备了纳米Fe3O4粒子，用聚丙烯酸、聚(丙烯酸-丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酸-苯乙烯)和超支化聚芳酰胺修饰纳米Fe3O4粒子，制备了四种磁性复合材料。研究结果表明，复合材料中的纳米Fe3O4粒子呈单畴结构，在300K时均表现出超顺磁性的特性，但经聚合物修饰前后，纳米Fe3O4的晶体结构没有改变，仍为尖晶石型；所制备的四种聚合物修饰纳米Fe3O4磁流体均具有对外磁场响应快速的特点。
用红外光谱表征了聚合物与纳米粒子的相互作用，结果表明在含丙烯酸的聚合物[聚丙烯酸、聚(丙烯酸-丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酸-苯乙烯)]修饰纳米Fe3O4磁性复合材料中，聚合物中的丙烯酸组分上的羧基可与纳米Fe3O4粒子的表面发生反应，其形式为桥式配位的配位键结合。
用流变仪研究了聚丙烯酸/纳米Fe3O4和聚(丙烯酸-苯乙烯)/纳米Fe3O4悬浮液。通过对悬浮液变行为的分析，发现由于发生了丙烯酸组分的羧基和纳米Fe3O4粒子的反应，悬浮液的储能模量、损耗模量和复数粘度都随反应时间的增加而增加，在整个反应过程中悬浮液表现为从粘性行为向弹性行为的转变，其表观流变行为的变化反映了聚合物中丙烯酸组分的羧基与Fe3O4反应所引起的悬浮液内部结构的变化；特别是对聚丙烯酸修饰纳米Fe3O4磁性复合材料，由于反应的存在，加入Fe3O4粒子后聚丙烯酸的玻璃化温度提高，复合材料的压痕深度降低，弹性和硬度都相应增加。其交流磁化率随着Fe3O4含量的增加而呈现出不同的行为，在Fe3O4含量为21.3％和37.5％时交流磁化率实部对温度关系曲线中只有一个拐点，虚部对温度曲线也只出现一个峰，而在含量为47.4％和54.5％时磁化率实部对温度关系曲线出现两个拐点，虚部对温度曲线也出现双峰，新拐点和新峰的出现可能是由于PAA和Fe3O4反应形成的聚丙烯酸铁所致。
用热重分析研究了所得聚合物修饰纳米Fe3O4磁性复合材料的耐热性能。测试结果表明，聚丙烯酸修饰纳米Fe3O4磁性复合材料的热稳定性较纯聚丙烯酸明显提高，并且随着Fe3O4含量的增加复合材料的热稳定性逐步提高；而聚(丙烯酸-丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酸-苯乙烯)修饰纳米Fe3O4磁性复合材料的热稳定性较纯聚合物则有所降低，这与所用聚合物与纳米Fe3O4的作用机制不同有关。
用超支化聚芳酰胺修饰的纳米Fe3O4磁性复合材料具有良好的综合性能，超支化聚合物可牢固地吸附在Fe3O4表面，聚合物与Fe3O4的结合可能存在多种形式，如：聚芳酰胺上N原子的孤对电子与铁原子的3d轨道形成配位键，聚芳酰胺的羧基与铁原子形成配位键，以及超支化聚芳酰胺与Fe3O4粒子表面羟基间的氢键作用。