换热材料是化工换热器的核心,其作用是快速传导热量,同时具有耐腐蚀、抗积垢和高机械强度等优异性能。目前,传统金属材质换热器易腐蚀、结垢,无法满足在极端介质换热领域的要求。导热高分子材料兼具导热、耐腐蚀、不易结垢、易加工等优势成为理想的金属材料替代品。因此,设计综合性能优异的导热高分子材料具有重要的科学研究价值和工业应用前景。本论文在对国内外导热高分子材料研究现状分析和未来发展趋势归纳总结的基础上,制备了两种具有良好导热性能的聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料。研究了PVDF复合材料的导热性能、机械性能与微观形貌、结晶性能的关系,研究了PVDF复合材料在强腐蚀性水质中的换热性能,研究成果总结如下:针对高填充率时填料难于在有机体中分散的问题,以γ-氨丙基-3-甲氧基硅烷（APTMS）改性碳纳米管（A-CNTs）为导热填料,通过溶剂挥发法制备了A-CNTs/PVDF复合材料。结果表明,当A-CNTs填充率为40 vol%时,A-CNTs/PVDF复合材料导热率相比纯PVDF材料上涨877%,同时其断裂强度达到47.88 MPa(原始PVDF基材导热率为0.22 Wm^-1K^-1,断裂强度35.00 MPa),实现了复合材料导热率和机械性能的协同增长。APTMS通过电荷效应有效促进了高填充率时A-CNTs的分散性,不仅有利于声子点-点搭接网络的建立,也有利于载荷的传输,消除了在高填充率时复合材料导热率和机械性能之间的博弈效应。由A-CNTs/PVDF复合材料制备的平板型换热器在强腐蚀水体中表现出了持久高效的换热效率。为进一步降低填料和基体之间的巨大界面热阻,利用氧化石墨烯（GO）与A-CNTs的静电自组装,在PVDF基体内构建了三维（3D）声子传输网络。相比纯PVDF,10 vol%GO-A-CNT/PVDF复合材料的导热率提升了628%,断裂强度提升120%。与第一阶段20 vol%A-CNTs/PVDF的导热率接近,但填料用量降低约1/2,其原因是GO-A-CNT构建了3D点-面搭接导热网络,显著降低了界面热阻。由于具有导热、高强度和耐腐蚀的优势,PVDF导热复合材料在换热领域有较大的应用前景。