高分子共混具有加工简单、性能互补和结构可控等优点,已成为制备新型高分子材料的主要手段之一。然而,由于大多数高分子共混物组分之间都是不相容的,界面粘结强度很弱,在受到外力作用时,分散相的应力集中作用难以诱导基体发生塑性变形,裂纹容易沿着两相的界面快速扩展,从而导致共混物的断裂韧性较差,这极大地限制了其应用。此外,随着应用需求的扩大,人们要求共混物既要具有优异的断裂韧性,又要具有一定的功能性,因此,在增韧共混物的基础上,制备结构-功能一体化的高分子共混物具有重要意义。与其他增韧共混物的方法相比,通过调控纳米填料在共混物中的分散和分布,以达到增容共混物或者诱导分散相周围应力场叠加的目的,不仅能改善共混物的断裂韧性,而且可以赋予共混物新的功能特性,具有很大的发展前景。然而,目前对于纳米填料增韧共混物的研究多集中于探究纳米填料对共混物凝聚态结构的影响,很少有报道对纳米填料与分散相协同耦合增韧共混物的关系进行深入探讨,纳米填料增韧共混物的效率对共混物基体微观结构的依赖关系也鲜有报道。本论文将碳纳米纤维（Carbon nanofibers,CNFs）引入到不同的高分子共混物（兼顾共混物组分间界面相互作用强弱、共混物相形态、共混物组分的结晶行为等）中,系统地研究了CNFs与分散相增韧共混物的协同耦合机制,并通过调控共混物基体的分子链段运动能力和结晶结构,探究了基体的微观结构对CNFs增韧效率的影响规律。此外,通过引入拉伸流场诱导共混物复合材料形成特殊的取向结构,探究在外场作用下CNFs改善共混物复合材料力学性能和导热性能的作用机理。具体研究内容如下:（1）在第二章中,我们通过两步法将少量CNFs引入聚丙烯（Polypropylene,PP）/三元乙丙橡胶（Ethylene-propylene-diene terpolymer,EPDM）共混物中,研究了CNFs的分散和分布状态对共混物加工流动性、基体结晶结构、微观相形态和断裂行为的影响规律。研究发现,少量CNFs的引入（0.2 wt%）对共混物的加工流动性几乎没有影响,却能明显改善共混物的断裂韧性,诱导共混物复合材料脆-韧转变行为在更低的EPDM含量下发生。增韧机理主要归因于CNFs从EPDM相向基体迁移的过程中,诱导了EPDM粒子尺寸和基体韧带厚度的降低,促进了EPDM粒子周围应力场的叠加,这有利于基体在受到外力作用时产生强烈的屈服变形而吸收大量能量。CNFs的异相成核作用细化了PP基体的球晶尺寸,增加了裂纹的扩展路径,有利于能量的耗散。此外,CNFs沿着熔体流动方向取向分散,抑制了垂直于取向方向上裂纹的快速扩展,也在一定程度上促进了共混物复合材料断裂韧性的提高。本章工作证实了引入少量的CNFs,即可在不损失共混物加工流动性、强度和刚性的前提下,大幅度改善共混物的断裂韧性,这对于大规模制备超韧PP共混物复合材料具有重要的意义。（2）有效地设计纳米填料与共混物组分之间的界面相互作用,从而精确地调控共混物复合材料微观结构、形态演化和宏观性能仍富有挑战性。在第三章中,我们通过对CNFs进行不同程度的表面修饰,并将其引入聚乳酸（Poly（L-lactic acid）,PLLA）/热塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethane,TPU）共混物中,探究CNFs与共混物组分间界面相互作用的强弱对共混物复合材料形态演化和组分间应力传递的作用机制。研究发现,未改性的CNFs与共混物组分间界面相互作用较弱,不具有增韧的效果;羟基化改性的CNFs与共混物组分间形成了氢键,起到了应力传递的作用,并且诱导共混物由海-岛状结构向双连续相结构转变,促进了TPU相周围应力场的叠加,在一定程度上改善了共混物的韧性;而环氧化改性的CNFs与共混物两相以共价键的方式连接,具有增容和应力传递的双重作用,促进了TPU相粒径和基体韧带厚度的降低,从而增加了TPU相周围应力场叠加的程度,大幅度地改善了共混物的断裂韧性。这项工作不仅揭示了CNFs与共混物组分之间的界面相互作用对共混物微观结构和宏观性能的影响机制,而且为制备超韧PLLA基共混物复合材料提供了一条有效的途径。（3）对于纳米填料增韧共混物体系,通常只有在增韧剂含量较高时,纳米填料才能起到增韧的作用。针对纳米填料增韧效率低的问题,在第四章中,我们将CNFs引入PP/乙烯-辛烯共聚物（Octene-ethylene copolymer,POE）共混物中,通过退火处理调控基体分子链段的运动能力,系统地研究了基体分子链段运动能力的变化对共混物复合材料断裂模式以及CNFs增韧效率的影响机制。结果表明,对于未退火的样品,断裂模式主要涉及银纹的引发和扩展,CNFs起到了阻碍银纹扩展的作用;对于退火的样品,由于退火处理增强了基体无定形区分子链段的运动能力,导致基体发生屈服的应力小于产生银纹的应力,使复合材料的断裂模式转变为剪切屈服-银纹化断裂模式,此时CNFs的作用在于促进基体与分散相之间应力的传递,增大分散相周围应力场的叠加程度,抑制二次裂纹的引发和扩展。因此对于退火的共混物复合材料,即使在POE含量较低时（10wt%）,CNFs对共混物也具有明显的增韧作用。（4）高分子材料的大量堆积给人类的生存环境造成了不可忽视的负面影响,因此制备超韧的可生物降解的PLLA基共混物复合材料具有重要的意义。截至目前,基体的结晶结构在纳米填料增韧PLLA基共混物复合材料中的作用尚不清楚。在第五章中,我们将CNFs引入到可生物降解的PLLA/聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（Poly（butyleneadipate-co-terephthalate）,PBAT）共混物中,并通过退火精确地调控PLLA基体的结晶能力。研究发现,在加工的过程中,CNFs沿熔体的流动方向取向分散,并且CNFs将相邻的PBAT粒子串连在一起;进一步引入热处理,相邻PBAT粒子之间的CNFs通过异相成核作用诱导PLLA分子链在其表面附生结晶,形成了PLLA晶体和PBAT粒子交替包裹CNFs的类“糖葫芦”状结构。结果表明,共混物复合材料中CNFs的增韧效率对基体的结晶度具有明显的依赖关系。增韧机理主要在于CNFs通过桥接效应提高了PLLA基体与PBAT分散相之间的界面相互作用,促进了PLLA和PBAT之间的应力传递。此外,还发现CNFs良好的光热转换效应赋予了共混物复合材料优异的机械损伤修复的能力。本工作为制备超韧、可完全生物降解,且具有损伤自修复能力的新型PLLA基共混物复合材料提供了新的途径。（5）在第六章中,我们将CNFs引入到PLLA/PBAT共混物中,并结合拉伸流场的作用诱导共混物复合材料形成多重取向微观结构,探究了CNFs和拉伸流场的引入对复合材料基体分子链构象转变和晶体形态演化的作用机制,阐述了具有多重取向微观结构的共混物复合材料导热性能和力学性能改善的机理。结果表明,共混物复合材料导热性能提高的原因在于多重取向结构促进了CNFs导热网络的形成,并且降低了CNFs与基体之间的界面热阻;增强机理归因于PLLA分子链和CNFs在拉伸方向上的取向限制了CNFs周围PLLA分子链段的运动;增韧机理归因于拉伸流场诱导了PLLA分子链从低能gt构象向高能gg构象转变,降低了PLLA基体临界屈服应力。更有趣的是,对共混物复合材料进行退火热处理,取向的PLLA分子链形成了伸直链片晶、Shish-kebab和杂化Shish-kebab等取向晶体结构,进一步提高了样品的导热性能和耐热性。本工作不仅揭示了CNFs和拉伸外场协同诱导共混物形态演化和基体分子链构象转变的机制,而且为制备高导热、高耐热和具有优异力学性能的PLLA基复合材料提供了新的途径。