[发明专利]乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性复合材料技术领域，尤其是涉及一种乙二醇基磁流体复合膜及其制备方法。

背景技术

磁流体是指吸附有稳定剂的纳米磁性颗粒在载液中高度分散而形成的稳定的胶体体系，磁流体兼具磁体的磁性和液体的流动性，在没有外加磁场时，它和普通液体一样，具有流动性和一定的粘度，但当存在外加磁场时，磁流体表现出顺磁性。因为这一特性，使得科研工作这对磁流体进行了广泛的探索和研究，并将其与聚合物制备成磁流体复合膜应用于医疗器械、航天、磁性密封、化工、快速磁印刷等领域。

磁流体复合膜一般都是由聚合物与水基磁流体或油基磁流体制备而成，而磁性纳米颗粒在磁流体中的分散程度的优劣决定了磁流体复合膜顺磁性能，现有的磁流体载液基体一般都是水基和油基，磁性纳米颗粒分散的改良方向都集中在分散剂的选择上，导致磁性纳米颗粒在磁流体中的分散程度一直没有明显提升。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种乙二醇基磁流体复合膜，以缓解现有的磁流体中，载液基质为水基或油基，使得磁性纳米颗粒的分散程度一直没有明显提升，导致磁流体复合膜性能受到限制的技术问题。

本发明提供的乙二醇基磁流体复合膜，主要由按质量份数计的如下组分制备而成：乙二醇基磁流体90-110份，聚乙烯醇15-25份，去离子水70-90份，其中，乙二醇基磁流体主要由纳米四氧化三铁、乙二醇和分散稳定剂制备而成，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。

进一步的，所述乙二醇基磁流体主要由按质量份数计的如下组分制备而成：纳米四氧化三铁25-35份，乙二醇30-40份，分散稳定剂30-40份，所述分散稳定剂为巯基丁二酸、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠、二亚乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、低分子量葡聚糖、低分子量壳聚糖和低分子量聚乙二醇中的至少一种。

进一步的，所述分散稳定剂为柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸和葡萄糖酸钠的混合物，且四者的物质量比为：(1-2)：(3-4)：(1-2)：(3-4)，优选为1:3:1:3。

本发明的目的之二在于提供上述乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，以缓解现有的磁流体中载液基质为水基或油基，使得磁性纳米颗粒的分散程度一直没有明显提升，导致磁流体复合膜性能受到限制的技术问题。

本发明提供的乙二醇基磁流体复合膜的制备方法，包括如下步骤：

(a)将乙二醇、分散稳定剂和纳米四氧化三铁混合，并分散均匀，即制得乙二醇基磁流体；

(b)将聚乙烯醇溶解于去离子水中，再加入乙二醇基磁流体，分散均匀后，进行涂膜，即制得乙二醇基磁流体复合膜。

进一步的，在步骤(a)中，通过机械搅拌或超声波进行分散。

进一步的，在步骤(b)中，采用水浴共融法将聚乙烯醇溶解于去离子水中，溶解温度为75-85℃，优选为80℃。

进一步的，乙二醇基磁流体复合膜的制备方法还包括步骤(c)，将乙二醇基磁流体复合膜进行冻融，优选的，所述冻融的次数为多次。

进一步的，乙二醇基磁流体复合膜的制备方法还包括设置于步骤(a)之前的步骤(s)，步骤(s)为制备纳米四氧化三铁，包括如下步骤：

(s1)将二价铁盐溶液和三价铁盐溶液混合均匀，且二价铁盐和三价铁盐的物质量之比为2：(3-4)；

(s2)将沉淀剂滴加至二价铁盐和三价铁盐的混合溶液中，经分离、洗涤和抽滤，即制得纳米四氧化三铁。

进一步的，在步骤(s2)中，沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。

进一步的，所述二价铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁或醋酸亚铁中的至少一种；所述三价铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或醋酸铁中的至少一种。