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碳纳米管具有超高的导热系数,理论上加入少量碳纳米管可以大幅提高聚合物基体的导热系数。但由于增强剂与基体界面上存在较大的热阻,聚合物/碳纳米管复合材料的导热系数远没有预期那么好。通过对碳纳米材料与聚合物之间的界面改性来降低界面热阻,从而提高聚合物复合材料的导热系数。可以通过对复合材料的界面结构或热传输路径的设计,改善聚合物/碳纳米复合材料的导热系数。基于这种思路,我们对聚合物/碳纳米材料的导热性能做了研究,探讨了表面改性的碳纳米材料对聚合物复合材料导热系数的影响,研究了杂化导热填料对有效导热路径形成的作用机制及如何提高聚合物的导热系数。1.首先通过原位液相合成法,在碳纳米管表面包覆一层MgO,制备了MgO包覆碳纳米管（MgO@MWNT）,MgO@MWNT很好的分散在环氧树脂基体中。MgO电绝缘层一方面抑制了碳纳米管中电子的运动性能,另一方面保持了环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料的电绝缘性能。当MgO@MWNT填量为4wt.%时,复合材料的电阻率相比纯的环氧树脂只从3.8×1015?·m提升到2.4×1014?·m。MgO层也促进了碳纳米管与环氧树脂基体的相互作用,多壁碳纳米管增强了聚合物基体的模量,改善了界面的导热系数。环氧树脂/MgO@MWNT复合材料比环氧树脂/r-MWNT复合材料有更高的导热系数。与此相对应地,当MgO@MWNT的含量从0.5wt.%增至2wt.%时,环氧树脂复合材料的导热系数从34%提升至89%,当MgO@MWNT的含量达到2wt.%时,复合材料的导热系数达到0.3568W/（m·K）。2.通过在环氧树脂基体中填充氧化镁包覆石墨烯（MgO@GR）来完成对环氧树脂纳米材料的改性。实验发现,添加MgO中间层不仅提高了石墨烯在环氧树脂基体的分散性和石墨烯与环氧树脂之间的界面结合性,而且在提高了环氧树脂的导热系数的同时保持了其电绝缘性能。环氧树脂的导热系数随着MgO@GR含量的增加而增加。当MgO@GR含量达到7wt.%时,复合材料的导热系数高达0.3819W/（m·K）,相比于纯环氧树脂的导热系数提高了76%。而未改性石墨烯使环氧树脂的导热系数提高并不明显,甚至使导热系数低于纯环氧树脂。7wt.%的MgO@GR的环氧树脂复合材料的体积电阻率仍然保持在8.66×1014?·m。3.在论文中,将聚乙二醇接枝的多壁碳纳米管添加到聚乳酸（PLLA）/氮化铝（AlN）中制备聚乳酸/氮化铝/PEG-MWNT复合材料。研究了杂化填料的添加对复合材料的导热系数和微观结构的影响。结果表明:PEG-MWNT在PLLA基体中分散良好,与基体有较强的界面结合。聚乳酸/氮化铝/PEG-MWNT复合材料的导热系数高于单纯添加多壁碳纳米管的复合材料。同时,聚乳酸复合材料的导热系数随碳纳米管或AlN含量的增加而增强。添加多壁碳纳米管和AlN混合填料提高PLLA的导热系数显著大于单独添加任何一个填料。当2wt.%的PEG-MWNT和20wt.%的AlN一起加入到PLLA基体,复合材料的导热系数达到0.5840W/（m·K）,与纯的PLLA相比几乎提高了300%。然而,当PEG-MWNT的含量达到2wt.%时,PLLA复合材料的导热系数为0.3165 W/（m·K）,当AlN的含量达到50wt.%时PLLA复合材料的导热系数为0.4286 W/（m·K）。推断其机制可能是杂化填料形成“串珠”网络链结构增加了热传导路径而改善了PLLA复合材料的的导热系数,多壁碳纳米管和AIN颗粒分别作为串和珠。