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主题：【分享】【每周一篇】【关注稀土】稀土掺杂高分子荧光材料

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2010/9/16 8:31:50 11楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
2 稀土高分子磁性材料

  磁性材料稀土永磁材料是近年来最引人注目的永磁材料，将其通过原位聚合(磁粉加入聚合单体中，通过引发聚合而将其分散于聚合物中)或共混的方式加入高分子载体(通常为热塑性、热固性树脂及某些橡胶)中，可制备稀土磁性塑料。这种材料既有磁铁的特性，又有塑料的特性，可成型形状复杂的异型材，二次加工方便，尺寸精度高，成本低廉，重量轻，特别是机械性能好，不易破碎，非常适用于电器、仪表、微型电机等行业，已得到广泛应用。近年来，高分子基磁性材料的产量每年以10%～30%的速度增长，显示出其良好的应用前景。其磁性主要决定于稀土磁性材料本身，也与复合方式、高分子基体种类等有关。
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2010/9/16 8:32:32 12楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
除上述掺杂型稀土磁性材料外，近年来发现某些稀土高分子配合物也有优良的磁性。通过控制相邻金属离子之间的交换相互作用可以设计和合成具有特殊磁性能的高分子金属配合物磁性材料，而通过π共轭体系的电子自旋之间交换相互作用比通过空间的相互作用强，因此通过设计合成共轭高分子金属配合物，有可能获得一些特殊的磁性能。如Nishide等发现甲基丙烯酸类共聚物的含钆配合物具有强顺磁性。如果用高分子稀土配合物作为磁性材料，则可能解决掺杂型材料中存在的磁粉生锈问题。
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2010/9/16 8:33:10 13楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
3稀土高分子催化材料

  稀土催化剂稀土化合物的传统用途之一就是作为有机反应的催化剂，但稀土用作高分子合成却比较晚，最早见诸报道的是1956年Saldick用铈化合物作催化剂，制备聚丙烯腈，之后，用稀土化合物作催化剂引发聚合反应的报道日趋增多，与常规催化剂相比，稀土催化剂有许多独特之处，如活性高、选择性好等，得到了人们的重视。国内中国科学院长春应用化学研究所等单位进行了大量研究工作，使我国在相关领域某些方面处于国际领先地位。
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2010/9/16 8:33:54 14楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
常见的低分子稀土催化剂从组成上可分为三元体系、二元体系、单组分体系稀土催化剂和混合金属型催化剂等，单组分稀土催化剂最近发展很快，其催化聚合烯烃不仅有茂金属催化剂可比的粒活性，更有着茂金属催化剂不可比拟的优势，不用贵金属MAO做助催化剂，尤为重要的是在催化烯烃与极性单体共聚，优于Zieglar-Natta催化剂和茂金属催化剂，在聚烯烃中引入极性基团，可解决聚烯烃功能化的一系列难题，将极大地拓宽聚烯烃的应用范围，提高其附加值，有重要的理论和实际意义。
  目前通过各种低分子稀土催化剂，已实现了异戊二烯、戊二烯-1，3、2，4-己二烯等双烯的合成，以及丁二烯与异戊二烯、丁二烯与1，3-戊二烯共聚，乙烯、丙烯、乙炔、苯基乙炔的聚合及环氧乙烷、环氧丙烷的开环聚合等，特别是稀土顺丁胶和稀土异戊胶等已商品化。与小分子稀土催化剂相比，高分子配体稀土催化剂近年来发展引人注目，欧阳均等发现以苯乙烯-丙烯酸共聚物或聚丙烯与丙烯酸的接枝共聚物等作为高分子配体的稀土配位催化剂，活性明显提高。
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2010/9/16 8:34:41 15楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
4 高分子材料中的光敏催化剂
20世纪70年代以来，为解决日益严重的白色污染问题，可控降解塑料的研究和开发受到世界各国的普遍重视。按降解原理的不同，目前已研究和开发的可控降解塑料主要有光降解塑料和生物降解塑料两大类，其中，可控光降解塑料的技术较为成熟，实际消费量也较大。使塑料获得可控光降解性能的主要途径之一是在塑料中添加光敏催化剂。许多研究者已先后报道，硬脂酸铈可用作低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料的光敏催化剂。1994年林宜超等报道，含镧、铈混合稀土羧酸盐适用于制造可控光降解聚乙烯;2001年陈庆华等报道，这种混合稀土羧酸盐对PVC也具有明显的光敏催化作用，并能抑制PVC发生交联反应。
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2010/9/16 8:35:53 16楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
5 高分子材料中的稀土热稳定剂
  聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其制品具有广泛的用途。但是，PVC存在热稳定性差的缺点，加工时必须添加热稳定剂以抑制其热降解。传统的PVC热稳定剂主要有无机铅盐、金属皂和有机锡三大类数十个品种。但是，其中的性能较高的品种不是有毒(无机铅盐、钡-镉皂)，就是价格昂贵(有机锡)。为保护环境、改善劳动卫生条件并提高PVC工业的竞争力，亟需研究开发并推广应用毒性低而性能价格平衡性好的新型热稳定剂。新近出现的稀土稳定剂以其无污染、无毒性、光热稳定性良好，价格便宜等优点，被认为是环保型“绿色”稳定剂，特别适用于各种PVC制品。
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2010/9/16 8:36:25 17楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
随着对稀土稳定剂的深入研究，其加入后流动性变差的问题得以改善，稳定效果优于三盐基硫酸铅，且流动性得以提高。沈经纬等发现稀土化合物的稳定作用，一般归因于热氧化过程中产生的HCl和Cl-与稀土离子配位，抑制了大分子链脱HCl的链式反应之故，羧酸酯稀土对抗脱HCl的能力优于硫醇锡，但抗氧化(产生氢过氧化物及最后生成羧基)的能力比硫醇锡要略差，因而稀土稳定剂通常与有机锡类稳定剂配合使用，二者之间有良好的正协同效应。除PVC外，在一些橡胶制品中，也发现加入稀土化合物后，胶料老化系数提高，焦烧时间延长的现象，也有热氧稳定作用。稀土热稳定剂年需求为6万吨以上，有广阔的应用市  场。对于稀土稳定剂而言，复合化、高效化是其发展方向。
  目前，有关稀土热稳定剂的作用机理还需作进一步的研究加以阐明。
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2010/9/16 8:37:20 18楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
6 其他方面应用略述
  在医用、生物材料方面，利用稀土化合物的抗凝血性，开发输血、存血用高分子器材的研究引起了广泛的兴趣;另外，利用某些稀土磁性高分子研制磁性高分子微球(通常用包埋和聚合法制备，常为核壳结构:由稀土磁性材料组成核、高分子材料组成壳，或高分子材料组成核、稀土磁性材料组成壳，此外还有做成夹心结构，内外层均为高分子材料而中间层为稀土磁性材料)，既可通过表面改性或共聚等方法赋予表面各种反应性功能基，又可在外加磁场作用下方便地分离，因而可能作为新型的功能高分子材料在生物医学(临床诊断、免疫测定、酶标、生物导弹等)、细胞学(细胞标记、DNA分离、核酸杂交等)和生物工程(酶的固定等)等方面显示出广泛应用前景。
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2010/9/16 8:38:07 19楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
就无机矿物增强改性高分子材料复合体系而言，很多添加型阻燃剂的熔点高于基材树脂的加工温度。因此，在加工过程中，阻燃剂与无机矿物粉体一样是通过物理形式分散于基材树脂中的。提高无机粉体在基材树脂中的分散性和相容性，加强无机粉体与阻燃剂之间的相容性或配伍性就显得至关重要。通常，人们采用硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合酯、磷酸酯、硼酸酯等偶联剂对无机粉体表面活化处理，通过改变无机物颗粒表面的极性状态或电荷状态提高无机物的疏水性或亲油性，加强无机物与基材树脂的相容性。这种相容性的加强是通过提高高分子链的缠绕和分子间的作用力实现的，如结合力不强，相容性的改善程度有限。北京市化学工业研究院的陈宇等人采用的稀土表面改性剂是在传统偶联剂的亲水亲油结构中引入了轻稀土元素。稀土元素原子的价电子层结构有许多空轨道，容易接受多种多个配体提供的孤对电子形成配位键。配位键的键能远大于范德华力。因此，稀土表面改性剂除具有常规的偶联作用外，还可能在无机粉体、基材树脂、阻燃剂和其它添加剂之间形成以稀土元素为中心的多向配位结合，使得配方组分间的相容性和配伍性得以同步提高，导致复合材料性能全面提升。
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2010/9/16 8:39:45 20楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
油漆催干剂是能加快油漆氧化、聚合而干燥成膜的一类涂料助剂。传统的催干剂主要是钴、锰、铁、铅、锌、钙等金属的有机酸皂。其中，钴、锰、铁等可变价金属皂，单独使用时就具有催干作用，称为活性催干剂或主催干剂;铅、锌、钙等难变价金属皂，单独使用时不具催干作用，但与活性催干剂并用具有增效作用，称为辅助催干剂。在这些传统的催干剂中，钴、锰、铅金属皂是效果好、应用广的主要品种，但它们却存在明显的缺点:钴皂价昂，锰皂色深，铅皂毒性大，污染大。
  研究和实际应用已表明，稀土金属皂催干剂作为一类新型催干剂，不仅具有毒性低、颜色浅、价格适宜等优点，而且兼具活性催干剂和辅助催干剂的作用，可部分代替钴催干剂，全部取代锰、铁、铅、锌、钙等催干剂，有利于降低油漆的成本，消除铅毒及污染，并提高漆膜质量。目前，我国的稀土催干剂已形成一个规模可观的产业。由于稀土催干剂优点突出，可以估计其应用还将不断扩大。据研究认为，稀土催干剂的催干机理在于能通过所含铈离子的价态变化促进自由基产生，加速油漆氧化聚合干燥，同时还可与油漆分子中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，使油漆产生配位聚合干燥。
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