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·1106· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
表 1 酚醛树脂热解产物的拉曼表征
Table 1 Raman characteristics of phenolic resin pyrolytic
products
G 峰
热解温度/℃ I D/I G
1
1
峰值/cm 半宽高/cm
600 1596 63.5 1.75
700 1601 60.4 2.06
800 1601 58.2 2.35
900 1589 57.3 2.39
1000 1594 61.1 2.44
1500 1603 58.2 2.43
由图 4 可知,酚醛树脂在 600 ℃后热解时均出现
1
1
了碳的特征峰:1350 cm 左右的 D 峰和 1580 cm 左
右的 G 峰,其中 D 峰来自于无序的四面体网络 sp 3
2
杂化碳原子的拉曼散射,G 峰来自于石墨碳 sp 杂化
碳原子的拉曼散射 [20] 。由于酚醛树脂在 400~500 ℃
时热解部分很少,故没有出现明显的碳特征峰。对
2[21]
于非晶态碳,D峰和G 峰的峰强度之比 I D /I G∝ L a ,
其中,L a 为微晶的平面尺寸 [20] ,对于晶态石墨碳,
I D /I G∝ 1 [22] 。根据图 1 可知,酚醛树脂热解炭为非
L a
晶态的碳,结合表 1,随着温度的升高,酚醛树脂
热解炭 D 峰和 G 峰的峰强度比 I D /I G 的值逐渐增大,
半高宽逐渐减小,即热解炭微晶的平面尺寸 L a 也随
之增大,可知酚醛树脂热解炭的有序化程度随着温
度的升高而增大。
酚醛树脂在不同温度下热解后的 SE T 、SE A 、SE R
在 X 波段(8.2~12.4 GHz)随频率的变化曲线见图
5,酚醛树脂在不同温度下热解后的电导率见表 2。 图 5 酚醛树脂热解产物的 SE A ,SE R 和 SE T
由图 5 可知,在 700 ℃以下,由于酚醛树脂未 Fig. 5 SE A , SE R and SE T of phenolic resin pyrolytic products
全部热解,故 SE T 较低。随着热解温度的升高,酚
表 2 酚醛树脂热解产物的电导率
醛树脂热解产物碳的有序化程度增大,SE T 也随之
Table 2 Conductivity of phenolic resin pyrolytic products
增大,主要以吸收损耗机制为主,900℃热解的试样
热解温度/℃ w (FeCl 3)/% 电导率/(S/cm)
SE T 达 28.2 dB。由表 2 可知,酚醛树脂热解炭电导
5
500 0 1.2×10
率随热解温度的升高而增大也有利于提高其 SE T 。
5
600 0 1.3×10
酚醛树脂在 1000、1500 ℃热解后产物电导率增加,
700 0 3.8×10
2
使得 SE R 有所提高,但电导率过高使其阻抗匹配性
800 0 6.3
变差,SE A 下降更明显,因此,总屏蔽效能反而有
900 0 34.4
所下降。
1000 0 63.1
2.2 催化剂对酚醛树脂热解产物结构和电磁屏蔽
性能的影响 1500 0 78.3
1000 0.5 75.0
图 6 是酚醛树脂加入质量分数 0.5%FeCl 3 催化
剂在 1000、1500 ℃下催化热解后产物的 XRD 谱图。 1500 0.5 69.6
由图 6 可知,酚醛树脂催化热解炭出现了明显
酚醛树脂加入质量分数 0.5%FeCl 3 催化剂在
的石墨(002)、(100)晶面特征衍射峰,可得 FeCl 3
催化热解可以促使酚醛树脂热解炭由无定形逐渐向 1000、1500 ℃下催化热解后产物的拉曼图谱见图 7,
石墨化碳结构转变 [10] 。 其对应的拉曼光谱表征数据见表 3。