含噻唑偶氮侧基聚合物及其金属配合物的制备和磁性能研究

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本论文综述了有机/聚合物磁性材料的发展和现状,并在此基础上提出了本论文的工作,主要包括制备含噻唑偶氮侧基的聚甲基丙烯酸酯聚合物、聚二酸4-(2-噻唑偶氮基)-1,3-二苯酯及其金属螯合物,研究相关螯合物磁性能的特点及其与结构的关系,为丰富有机磁性材料的理论研究进行了有益的探索。 合成了一种含噻唑偶氮侧基的丙烯酸酯单体:甲基丙烯酸4-(2-噻唑偶氮基)苯酯(TPMA),并通过自由基聚合的方法进行探索研究,最后成功合成了新型共聚物(Poly(TPMA-co-MMA))。用FT-IR,1H NMR,元素分析等手段对单体及聚合物的结构进行了表征,并用DSC和TGA对聚合物进行热分析。合成了4-(2-噻唑偶氮基)-1,3-间苯二酚(TAR),并分别与丁二酰氯、己二酰氯及癸二酰氯进行缩合得到了相应的新型聚二酸4-(2-噻唑偶氮基)-1,3-二苯酯(PTABAn)。测定了聚合物的特性粘数并对结构进行了表征。 上述三种聚二酸4-(2-噻唑偶氮基)-1,3-二苯酯分别与过渡金属离子Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)和Ni(Ⅱ),及聚己二酸4-(2-噻唑偶氮基)-1,3-二苯酯与稀土离子Nd(Ⅲ)、Pr(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)反应,制备了12种新型的高分子-金属配合物。用FT-IR对其结构进行了分析,并用络合滴定法测定了各种配合物的金属离子含量。 通过PPMS-9T(QUANTUM DESIGN)测定仪测定了5种金属配合物的磁性能(温度范围4~300 K,磁场范围-50~50 kOe),其中包括磁化强度与温度的关系、磁化强度与外加磁场的关系、磁化率与温度的关系以及磁滞回线。通过分析得出了各金属配合物在低温下的磁性:PTABA04-Ni2+,PTABA06-Cu2+,PTABA06-Nd3+为软铁磁性;PTABA10-Fe2+,PTABA10-Fe2+为反铁磁性; 设计并合成了两种新的单体:2-(2-噻唑偶氮基)-4-甲基-苯氧基丙烯酸酯(TACA)及2-(2-噻唑偶氮基)4-甲基-苯氧基甲基丙烯酸酯(TACMA)。通过FT-IR,1H NMR等方法确定了其结构。对TACA和TACMA的聚合进行了初步探索,相关结果有待进一步研究。
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