Effect of carbonization process on the microstructure and carbon material ordering of cotton spunlace nonwoven fabric / 碳化工艺对全棉水刺非织造布微观结构及碳材料有序性的影响

以克重 60 g/m², 8 目网眼的全棉水刺非织造布为原料, 系统研究了碳化温度 (400 ℃, 500 ℃, 600 ℃, 700 ℃) 和碳化时间 (1 h, 2 h, 3 h, 4 h) 对其微观结构与碳材料有序性的影响. 采用拉曼光谱, 扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对碳化前后样品的物相组成, 形貌特征及化学键变化进行了表征. 结果表明: 随碳化温度升高, 无序碳与有序碳的相对强度比 (ID/IG) 从 400 ℃ 时的 1.57 显著增至 600 ℃ 时的 2.78; 但 700 ℃ 时材料结构稳定性下降, 不利于后续应用. 在 600 ℃ 条件下, ID/IG 值随保温时间延长先增后减, 2 h 时达到最大值 2.78. SEM 图像显示碳化后样品仍保留纤维状交织结构, FTIR 证实纤维素羟基峰 (3500~3300 cm⁻¹) 消失, C-O 及 CH₂ 特征峰大幅减弱, 表明有机骨架已转化为以无定形碳为主的结构. 综合确定 600 ℃, 2 h 为较优碳化工艺, 所得材料适用于柔性传感器基底.