随着电子产品和电力设备的飞速发展,人们迫切需要兼备良好的电学和热学性能的功能材料。高分子聚合物材料具有柔韧性好,质量轻,易于加工以及成本低廉等优点被人们广泛研究应用,而高分子基正温度系数(Positive Temperature Coefficient,PTC)复合材料作为一种新型的热控材料,在具备高分子聚合物材料优点的同时兼具独特的电热性能,因此在很多领域均有应用。但目前被广泛应用的高分子基PTC复合材料的居里温度点普遍较高(50-300℃),难以满足常温段的控温需求。在寒冷环境条件下,人体或者仪器设备均需要保持在室温状态,因此研制出能够在低温状态下自动加热且不需要其他控温模块就能够将温度自主控制在室温附近的新型智能材料十分有必要。由此本文展开低居里温度点PTC材料及由其制备的层状复合自控温电热材料的制备及应用研究,希望拓宽高分子基PTC复合材料的应用范围。本文从低居里温度点PTC材料的制备入手,通过对两种不同导电填料体系的制备及电热性能的研究,得到两种不同导电体系的最佳PTC材料,为更好地将材料应用于自控温加热领域,本文将两种PTC材料通过结构设计得到自控温层状电热材料,并通过实验验证材料的机械性能、电性能及加热和控温能力。首先,通过溶液混合法将炭黑和镍粉两种不同导电填料掺入正癸酸(CA)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)体系,得到两种不同导电填料的PTC材料,并设计正交实验,改变材料中填料的含量及CA/EVA的比例,测试材料的电性能、热性能和机械性能,得到最佳原料配比:对与炭黑体系,炭黑添加量为15wt%,CA/EVA为3.5/1,分散剂的添加量为0.15wt%时,材料具有最优的综合性能,材料的低温电阻率为977Ωcm,PTC强度为6.1;对于镍粉体系,当镍粉添加量为20wt%,CA/EVA为3/1时,材料具有最优的综合性能,材料的低温电阻率在340Ωcm,PTC强度在6.26。其次,通过实验验证材料的性质与各个组分间的关系,表明最佳的PTC效应发生在渗流阈值附近,正癸酸在产生PTC效应的过程中起到在达到居里温度后破坏导电网络的作用,通过降低导电粒子的团聚可以提高材料的热重复性。最后,通过制备层状电热材料并对其进行测试,表明“S”形底层结构有助于降低材料的低温电阻,且两种材料的控温能力受电压和温度环境影响较大,表现为电压越高、保温越好、环境温度越高,材料的升温速度越快温控温度越高,同时实验还表明层状复合结构的电热材料在30次热循环内还可以保持一定的自控温能力。本文的通过制备低居里温度点的PTC材料,并将其应用于低温环境的加热领域,该材料既作为加热元件同时也是控温元件,省却了控温模块,提供一种低温领域的控温加热方法。