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近年来,微电子封装技术和集成技术的快速发展,电子元器件的输出功率越来越大而体积却越做越小,如果导热件不能及时地将多余的热量传递出去,必将影响设备的使用寿命。高分子材料因其良好的综合性能,已被广泛应用于航天航空、交通运输、化工等多个领域。但传统高分子材料的热导率较低,这极大地限制了其作为导热材料在工业上的应用。所以,研制出综合性能优异的导热高分子材料已经成为科研人员的研究热点。本文以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,分别以自制的杂化碳材料、复配碳材料、杂化碳材料／碳化硅为导热填料,制备导热高分子复合材料。主要概括为以下内容：首先,采用化学方法对石墨烯微片和碳纳米管进行表面改性,再通过硅烷偶联剂使石墨烯微片和碳纳米管接枝在一起。利用傅立叶红外光谱、X射线光电子能谱、热失重分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对石墨烯微片-碳纳米管杂化材料的结构和形貌进行表征,实验结果表明硅烷偶联剂以酰胺基和酯基分别连接着碳纳米管和石墨烯微片,这说明了碳纳米管成功地接枝到石墨烯微片上。分别将石墨烯微片-碳纳米管杂化填料和石墨烯微片／碳纳米管复配填料添加到HDPE中,研究杂化体系和复配体系对复合材料综合性能的影响。结果表明杂化填料在基体中的分散性良好,复配填料粒子团聚严重,极大地降低了复合材料的加工流动性。复配填料体系热导率高于杂化填料体系热导率,但体积电阻率却出现相反的实验结果。当复配填料中石墨烯微片和碳纳米管的质量比为2：1时,添加20wt%复配填料可获得最高的热导率,1.04Wm-1k-1,而相同填充量下,添加杂化填料的复合材料热导率都低于1Wm-1k-1。填料含量为5wt%,复配填料体系的体积电阻率大幅度下降,而杂化填料体系的体积电阻率保持在1015Ω·cm以上,电绝缘性优异。当石墨烯微片和碳纳米管的接枝比为2：1时,杂化填料对HDPE具有很好的成核作用,提高了复合材料的结晶速率和力学性能。在高填充时可有效提高复合材料的热导率,为制备综合性能优异的高导热聚合物基复合材料提供了一条新的思路。以石墨烯微片和碳纳米管接枝比为2：1的杂化碳材料、碳化硅为导热填料,研究三元体系对HDPE复合材料综合性能的影响。结果表明复合材料的导热系数随着SiC含量的增加而稳定升高,但体积电阻率却呈下降趋势。SiC填充量为50wt%时,体系热导率提高了136%,体积电阻率从3.21×108 Ω·cm降低到了9.89×106Ω·cm。28.6wt%SiC对复合材料有异相成核的作用,提高了结晶速率,随着SiC含量进一步增加,复合材料半结晶时间延长。填料粒子之间的网络结构很强,体系出现了一定的相分离现象,SiC含量为50wt%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别降低64.1%和38.4%。