随着现代电子设备向着微型化、集成化和多功能化的方向不断发展,如何把功率越来越大的集成电路所产生的热量及时散发出去成为了人们面对的主要问题之一,开发高效的导热复合材料也成为下一代电子设备发展的必要条件。聚合物材料在电子封装领域起着非常重要的作用,因此导热聚合物材料的发展对集成电路的发展至关重要,于是越来越多的人关注封装领域中的导热材料。以纳米材料为填充,以聚合物为基体,采用一定的制备工艺制备的复合材料被称为聚合物基纳米复合材料（Polymer-matrix nanocomposites,简称PMCs）,传统的导热聚合物复合材料多以高填充为主,对于聚合物原有的物理化学性能有很大的影响。因此,低填充导热的聚合物材料成为当下研究的热门。纳米结构与聚合物复合使聚合物纳米复合材料具有优于传统导热复合材料的性能。少量纳米填料的添加,会使复合材料的性能产生明显的提高,使得聚合物基纳米复合材料优于传统的聚合物基复合材料。本文主要介绍了导热纳米材料六方氮化硼（h BN）以及二维过渡金属碳化物MXene d-Ti3C2复合材料的制备和导热性能的研究;简述了二维层状纳米材料d-Ti3C2的制备方法及其性能表征;并分别以规格型号为50nm和600nm的h BN以及两者混合填充作为增强相与聚酰亚胺（PI）复合制备了h BN/PI复合材料,分别研究了不同颗粒大小的h BN以及混合填料对PI基体导热性能的影响;最后以聚乙烯醇（PVA）为基体,以零维纳米材料六方氮化硼（600nm）、一维纳米材料羟基化碳纳米管（CNTs）以及二维纳米材料d-Ti3C2分别作为增强相,以简单的溶液共混和冰晶模板法制备了h BN/PVA、CNTs/PVA、d-Ti3C2/PVA复合材料（复合膜材料和复合气凝胶材料）,研究了不同维度以及不同结构的导热纳米材料对聚合物基体PVA导热性能的影响。首先,用聚乙烯亚胺（PEI）分别对颗粒径为50nm和600 nm的六方氮化硼进行表面处理,并对其进行了表征。采用机械混合、旋转蒸发以及热压成型的方法将改性后的h BN与PI进行复合,制备h BN/PI复合材料。研究了不同粒径以及不同比例混合后的h BN对PI基体热学和力学性能的影响,通过SEM对复合材料的断面微观结构进行了分析。研究结果表明,h BN在PI基体中分散均匀,且界面结合良好,h BN的加入能有效的提高h BN/PI复合材料的玻璃化转变温度和冲击断裂强度、弯曲强度、硬度等力学性能,且对PI基体的导热性有显著提升,当不同粒径的h BN进行混合添加时,导热系数较单一粒径添加,提升更为明显。其次,以PVA为基体,分别以改性后的纳米材料六方氮化硼、一维纳米材料碳纳米管为填料制备不同结构的复合材料,包括复合薄膜和复合气凝胶。通过XRD、SEM等对材料进行表征,结果表明,得益于改性后的纳米材料表面携带活性官能团与基体之间存在氢键的作用,纳米材料与聚合物分子间通过稳定的物理键结合,因此改性后的纳米材料在聚合物PVA基体中分散均匀,且界面结合良好。纳米材料的添加在一定程度上对聚合物基体的热学、力学等性能有积极的影响,导热率在纳米填料在同一比例时,随着纳米材料维度的变化而有一定的规律,且薄膜材料与气凝胶材料在构建导热通路时,对基体导热性能也同样存在不同程度的影响。最后,通过固相无压烧结,以Ti H2、Al和石墨为初始原材料,制备MAX相三元层状陶瓷材料Ti3Al C2,以Na F的盐酸溶液液相刻蚀Ti3Al C2,制备Ti3C2Tx,采用小分子对Ti3C2Tx进行插层,然后运用超声剥离法,制备少层或单层的d-Ti3C2纳米片,并对其形貌及物相进行测试表征。经表面活性剂改性、与PVA液相共混、最后制备了二维晶体增强的d-Ti3C2/PVA复合材料:复合薄膜、复合气凝胶。通过结构表征和性能测试分析,研究了MXene对PVA的导热性能、蠕变性能和热学性能等的影响,并探讨了d-Ti3C2对聚合物性能的影响机制;研究结果表明,表面改性的d-Ti3C2在基体PVA中分散均匀,结合界面良好,得益于表面改性的d-Ti3C2表面的活性官能团与聚合物基体之间存在氢键的作用,使纳米片能与聚合物分子链通过化学键的方式形成稳定的连接。且d-Ti3C2的加入极大地提高了复合材料的导热性,导热系数提升了近80%,同时对复合材料的力学性能以及热稳定性均有良好的影响。