自高分子正温度系数(positive temperature coefficient,PTC)复合材料的发现以来,其始终在科研工作者的密切关注之下不断革新。高分子PTC材料因为其本身室温电阻率可控可调,PTC强度范围较大且易于调节,并且在经过一定的改性处理之后能够抑制高温时出现的负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)效应,材料制作和加工便利,制作成本低等系列优点而应用广泛。但是现有研究还存在着一些尚待改善的地方,比如难以在控制成本的前提下,使得高分子PTC复合材料同时具有较低的室温电阻率和较高的PTC强度;PTC效应的稳定性较差;难以在保持PTC性能良好的情况下,同时赋予其优异的力学性能和柔性。本文研究了聚乙烯/炭黑复合体系的渗滤效应、PTC特性及其力学性能,并通过表征测试方法对其进行表征分析。制备了渗滤阈值低至15%的PTC复合材料,当炭黑用量为30%时,其室温电阻率可达到10Ω·cm以下,PTC强度可达6.5。本文深入研究了柔性基体乙烯-辛烯共聚物(POE)和聚乙烯/炭黑共混体系中的POE的改性作用。通过添加POE提高了复合材料的柔性,并且对体系PTC性能稳定性有所改善。制备了渗滤阈值为10%-15%的HDPE/POE/CB复合体系PTC材料,PTC强度可达6-8。当CB含量为30%,POE用量为18%时,复合体系室温电阻率可低至20Ω·cm,且断裂伸长率可达1000%以上。本文还研究了聚丙烯(PP)加入到HDPE/POE/CB体系中时,PP材料对体系的性能影响,PP组分的加入一定程度上使得体系力学强度有所增加,可提高体系PTC强度至7-9,并改善了PTC效应稳定性。本文同时研究了聚乙烯/碳纳米管(CNTs)体系的渗滤效应、PTC特性及其稳定性和相应力学性能。得出HDPE/POE/CNTs复合体系CNTs渗滤阈值为1%-2%,复合体系的电阻率随着温度升高而降低。在较低用量的情况下,CNTs的加入会使得复合材料拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低。