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填充型介电高分子复合材料是将具有高介电常数的填料添加至高分子基体中获得的一类具有优异介电性能的复合材料。由于具有结构种类多样、制备方法简单等优点,填充型介电高分子复合材料在电子电气领域拥有广阔的应用前景。常见的介电填料包括钛酸钡（Barium titanate,BT）、碳化硅（Silicon carbide,SiC）、氧化铝（Aluminium oxide,Al2O3）等陶瓷填料和氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）、碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）、聚吡咯（Polypyrrole,PPy）等碳系填料。直接将单一填料引入高分子基体固然可以提高复合材料的介电常数,但由于介电损耗通常较高,所得复合材料难以得到实际应用。因此,经由填料改性及杂化来获取同时具有更高介电常数及更低介电损耗的复合材料,对电子器件的发展具有十分重要的意义。本论文针对杂化填料的组成及结构对聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride,PVDF）介电性能的影响开展研究工作。首先,研究了杂化填料（PPy@GO）对PVDF介电性能的影响,通过PPy在GO表面的原位插层聚合构筑多重界面极化结构,探究了填料界面及填料分散对复合材料介电性能的影响。此外,通过引入微、纳米级BT颗粒设计了多种杂化填料组装形态,研究了杂化填料的组成及分布对复合材料介电性能的影响。主要研究成果如下:（1）通过原位插层聚合法合成PPy@GO杂化填料,经溶液共混法将其引入PVDF基体,制备了PVDF/PPy@GO三元纳米复合材料。采用SEM等表征方法研究了杂化填料的微观结构,发现PPy颗粒在GO表面的聚合有效剥离了GO片层且GO部分被还原。采用DSC研究了复合材料的熔融结晶行为,发现PPy@GO杂化填料对PVDF结晶具有成核作用,但未诱导PVDF中极性晶体的形成。采用宽频介电阻抗谱仪研究了复合材料的电性能,发现PPy@GO杂化填料对材复合材料的交流电导率具有一定的提升作用;最高填料含量下的PVDF/PPy@GO复合材料仍处于绝缘状态,避免了填料网络给复合材料带来较大的电导损耗。介电性能方面,PPy@GO杂化填料通过诱导多重界面极化的发生,赋予了复合材料极高的介电常数;同时,由于填料具有良好的分散状况,复合材料介电损耗极低。在PPy填料及PPy@GO杂化填料含量均为10 wt%时,PVDF/PPy体系的介电常数及介电损耗分别为74.7和0.42,而PVDF/PPy@GO体系介电常数升高至306.4且介电损耗降至0.36。（2）通过填料间定向组装,一步法合成了BT@PPy-GO杂化填料,经溶液共混法将其引入PVDF基体中,制备了PVDF/BT@PPy-GO复合材料。采用SEM等表征方法研究了杂化填料的微观结构,发现GO与PPy间的静电组装作用可以诱导BT@PPy颗粒吸附至GO片层表面,避免了填料团聚。采用DSC研究了复合材料的熔融结晶行为,发现BT@PPy-GO杂化填料对PVDF结晶具有成核作用,能诱导部分极性β晶体形成。采用宽频介电阻抗谱仪研究了复合材料的电性能,发现BT@PPy-GO杂化填料既可增强体系内部电荷迁移能力,还能确保体系具有的绝缘状态;最高填料含量下的PVDF/BT@PPy-GO复合材料交流导电率在10-9 S/cm左右。介电性能方面,GO虽可帮助BT@PPy颗粒进行分散、降低体系的介电损耗,但其自身同样为体系带来了不可忽视的结构损耗。高填料含量下,BT@PPy-GO杂化填料在体系内部具有良好的分散状况,复合材料的介电常数得到提升,介电损耗也得到了有效的控制;而在低填料含量下,BT@PPy颗粒之间接触较少,GO的分散作用所降低的介电损耗不及其自身为体系带来的结构损耗,介电常数相当的情况下,PVDF/BT@PPy体系反而具有更低的介电损耗。采用介电击穿强度测试仪研究了复合材料的击穿强度,发现二维GO片层具有偏转裂纹方向的作用,PVDF/BT@PPy-GO体系在较低填料含量下具有较高的击穿强度;而当杂化填料含量较高,GO在复合材料内部搭接三维网络后,PVDF/BT@PPy-GO体系击穿强度骤降。（3）通过对微米BT（以下简称MBT）颗粒进行羟基化改性,合成了h-MBT@PPy杂化填料,经溶液共混法将其引入PVDF基体中,制备了PVDF/h-MBT@PPy复合材料。形貌表征发现,羟基化处理提高了MBT颗粒表面的羟基含量,得到的h-MBT颗粒与PPy之间具有更强的相互作用,Py单体更易在其表面聚合。熔融和结晶行为研究表明,h-MBT@PPy杂化填料对PVDF具有成核作用;但由于h-MBT颗粒表面被PPy覆盖,羟基与PVDF无直接接触,体系内无极性β晶体形成。采用宽频介电阻抗谱仪研究了复合材料的电性能,与MBT@PPy相比,h-MBT@PPy杂化填料对高分子材料交流电导率的提升较弱;MBT@PPy杂化填料优异的导电性能源于其在PVDF基体中搭接的局部导电网络。介电性能方面,在PVDF/MBT@PPy复合材料内部,由于体积排除效应,PPy导电网络极易搭接,体系介电损耗难以控制;而在PVDF/h-MBT@PPy复合材料内部,PPy集中分散于h-MBT颗粒周围,未有导电网络搭建,体系介电常数随填料含量的增加逐步上升,介电损耗则维持在与PVDF基体相当的极低水平。在填料含量为20 wt%时,PVDF/MBT@PPy复合材料介电常数为211.7,同时介电损耗高达0.7;经过高效填料组装后,PVDF/h-MBT@PPy复合材料介电常数提升幅度虽有下降,但介电损耗降低至0.06的极低水平。