本论文主要研究碳材料作为填料、聚丙烯作为基体的导电复合体系的形态结构、热学性能及介电性能。分别选用炭黑（CB）和多壁碳纳米管（CNTs）为填料,采用熔融共混、注塑成型的方式,制备CB/CNTs/PP导电复合材料,研究填料种类和含量对材料结构、性能及微观形貌的影响,揭示填料对复合材料热学性能和介电性能的作用,探讨分析了温度和载荷等外界条件对材料介电性能的影响机制。具体研究内容如下:首先,基于课题组制备的具有不同CB和CNTs含量的CB/CNTs/PP复合材料,研究了填料种类和含量对复合材料的微观形貌、结晶行为及结构特征的影响。SEM实验结果表明:两种填料在基体中的分布都很均匀,随着填料含量的提高,粒子间距离减小;X射线衍射实验结果表明:CB可诱导PP晶体形成α晶型结构,CNTs可以抑制CB作为PP晶体α晶型成核剂的效果,CNTs含量越高抑制效果越明显;红外光谱实验结果表明:CB不会对PP的官能团产生影响,但是其在红外区的强吸收会掩盖等规聚丙烯结晶相关吸收峰,使特征峰红移。其次,对复合材料体系开展了热学性能研究分析。DSC实验结果表明:填料的加入会促进PP异相成核,对其结晶度产生影响,同时填料含量过大会导致材料的热稳定性变差;TG实验结果表明:CB和CB/CNTs的加入将使PP降解不完全,填料含量越高,对PP的降解速率减缓作用越显著。填料含量增加,对材料分解开始温度、分解结束温度、最大热分解率会产生影响。第三,研究了填料的种类和含量对复合材料的介电性能影响。填料含量增加,复合材料介电常数增大,当填料含量达到逾渗阈值时介电常数增大最为明显,适量的CNTs可进一步提高材料的介电常数;随着电场频率的增大,复合材料介电常数、介电损耗先迅速降低,然后趋于稳定。最后,探讨了温度/载荷对复合材料介电性能的影响。实验研究表明介电常数随温度升高和载荷增加而减小。可认为是由于填料与PP基体的热膨胀系数和弹性模量不同,高温使材料内部形成的电容结构网络破坏,使介电常数减小;而载荷使填料粒子间相对位置发生变化,进而破坏材料内部的电容结构网络,使介电常数减小。此外,填料含量在导电逾渗阈值附近时对电容结构的破坏严重,介电常数减小明显。