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炭黑填充型导电复合材料是20世纪80年代迅速发展并活跃在高分子功能材料领域的新型材料。结合聚丙烯优异的性能,导电复合材料可在很大范围内调节电性能、力学性能和热性能,因而具有广阔的应用前景。将导电填料与有机基体均匀地混合是现阶段复合型导电材料的研究热点。 本文根据单螺杆泵原理及螺杆特征,设计并制造了包括填料区、熔融区、质体均化区三部分的单螺杆挤压混炼机。 利用自制单螺杆挤压混炼机,以纳米炭黑为填料,聚丙烯为基体,制备纳米炭黑—聚丙烯导电复合材料,考察了不同挤压遍数,不同炭黑含量,不同混炼温度,不同螺杆转速及不同的成型压强和成型温度对导电复合材料的影响,确定了合适的工艺条件。经过5遍的单螺杆挤压混炼,炭黑均匀地分散于聚丙烯内;利用单螺杆挤压混炼,制备得到的纳米炭黑—聚丙烯导电复合材料具有较小的渗滤阀值;纳米炭黑—聚丙烯导电复合材料的挤压混炼适宜温度为235℃;挤压混炼时螺杆转速不益超过30r/min;纳米炭黑—聚丙烯导电复合材料的热压成型最佳条件为100MPa和230℃。 本实验使用纳米炭黑—聚丙烯导电复合材料制备了导电电极,研究了作为导电电极在钒电池溶液中的电化学性能。该导电复合材料作为电极材料,在钒电池溶液里具有较好的电化学活性。炭黑含量为45%的导电复合材料作为电极材料,在钒电池溶液里具有较好的电化学活性与耐腐蚀性能。