导电高分子复合材料由于具有特殊的结构和优异的性能而成为材料科学的研究热点，并被广泛应用于生产和日常生活当中。但是，影响导电高分子复合材料电性能的因素纷繁复杂，人们对这些影响因素的认识还不够深入，对高分子导电复合材料逾渗行为及PTC特性机理也没有一致的见解。本文以高密度聚乙烯（HDPE）基复合体系为主要研究对象，系统研究了不同导电填料种类、成型加工条件、树脂基体组分、热处理等对复合体系导电性能的影响，建立了基于有效介质理论和逾渗理论，以碳黑（CB）聚集体的等效球体为基本单元的聚集体结构模型，分析了复合材料的电阻率驰豫现象和电压-电流可逆非线性关系及其普适性，为高分子导电复合材料的研究和应用提供了新的思路和实验依据。　　 研究了不同种类CB填充的HDPE复合材料的导电性能。CB的结构性越高，比表面积越大，粒径越小，则相应复合体系具有较低的逾渗阈值，HDPE/Vulcan XC-72和HDPE/L6体系的逾渗阈值在7．5vol％左右，而HDPE/MSH BLACK和HDPE/N293体系在5vol％左右。CB的比表面积越小，结构性越低，粒径越大则相同质量分数时其对应的复合体系电阻正温度效应（positive temperature coefficient，PTC）强度越大，四种体系的PTC强度顺序为HDPE/MSH BLACK>HDPE/Vulcan XC-72>HDPE/L6>HDPE/N293。　　 HDPE/碳纤维（CF）复合体系的逾渗阈值为7．5vol％左右，在逾渗阈值以上，其室温电阻率低至8．6Ω．cm，小于相同体积分数CB填充HDPE复合体系的100Ω．cm。HDPE/磨碎CF的逾渗阈值为18vol％，高于HDPE/CF复合体系。HDPE/CF和HDPE/磨碎CF复合体系的PTC强度为7．4，明显大于HDPE/CB复合体系的3．2，而它们的NTC效应要明显弱于HDPE/CB复合体系。随着CF或磨碎CF含量的增加，复合体系的PTC转变温度由低温向高温方向移动。CF和CB对HDPE/CF/CB复合体系室温电阻率的影响并不是二者的加和。对于CB质量分数为10％的HDPE/CF/CB复合体系，CF超过6wt％以后，体系的室温电阻率开始急剧下降。　　 基于有效介质理论和逾渗理论，以CB聚集体的等效球形单元为基本单元，建立了描述其非线性导电行为的聚集体结构模型。推导出复合体系导电率与CB体积分数之间的关系式及其逾渗阈值的计算式，克服了有效介质理论只能得到逾渗阈值为1/3而不能解释低于1/3的逾渗阈值的不足。应用这些表达式预测了导电复合体系的导电率和逾渗阈值，并与实验结果进行了比较，结果表明，预测值与实验结果有较好的一致性。　　 考察了EVA加入到HDPE基体中后复合体系导电性能的变化，发现由于HDPE和EVA的表面张力不同，EVA的加入使得CB倾向于偏析在EVA相中。CB质量分数为12％时，复合体系的室温电阻率随EVA含量的变化出现U型双转变现象，当EVA占基体的质量百分比从0％增加到100％时，复合体系的室温电阻率实现绝缘体-导体-绝缘体转变。随着EVA含量增加，复合体系PTC强度是先迅速减小，直到EVA含量占基体的60％以后，体系的PTC强度又开始增加。　　 通过复合材料混炼和模压工艺的系统实验和正交实验，用综合平衡直观分析法和方差分析法得出一致的最佳加工工艺条件：密炼温度160℃，密炼时间8分钟，密炼机转速45转/分钟，模压温度160℃，模压时间15分钟，模压压力12MPa。在由正交实验得到的最佳加工工艺条件下制得的复合材料样品的电阻率为257Ω．cm，PTC强度为3．38。　　 退火热处理可以改善样品的导电性能和稳定性。HDPE/CB复合体系经过110～125℃退火后，室温电阻率降低，PTC强度增加。当退火热处理温度增加到130℃后，室温电阻率明显增加，而PTC强度出现较大下降。试样经120℃，1h退火热处理，经6轮热循环后，样品室温电阻率变化为1．7倍，PTC强度变化仅0．22。就本试验用HDPE/CB复合体系而言，适当的退火温度应在120～125℃左右。　　 通过对复合体系等温热处理，发现CB粒子在HDPE基体中的运动不是一个瞬间平衡的过程，而是一个驰豫的过程，驰豫过程中电阻率的衰减可用一指数形式来描述。对于含一定CB浓度的复合体系，在恒定温度下的电阻率的衰减幅度是有限的，不管恒温热处理温度的高低，随着时间的增加，体系的电阻率最后将趋向于一稳定值，这一稳定值与等温热处理的温度值有关。加热速率对电阻率衰减行为有一定影响，加热速率较小时，接近平衡电阻率时所用时间要少。　　 研究了不同导电填料含量、种类和树脂基体组分的情况下导电复合材料的电压-电流可逆非线性响应。采用经验标度关系研究了各特征参量之间的关系，发现不同CB含量或不同基体组成的试样的电导率经过适当的标度处理后都叠加在同一曲线附近，说明经验标度参量能较好地描述非线性导电行为，并且其可逆非线性导电行为具有普适性，导电填料含量、种类或基体种类及共混组成形态只改变材料的导电率和导电网络的微观结构，而不影响其宏观导电性能，不同CB填充复合体系非线性的差异源于CB聚集体的形态和在基体中形成的导电网络结构的差异。