聚合物基PTC复合材料广泛用于制备自限温伴热带、电流保护元件、传感器等。其中自限温伴热带由于具有温度自控、节能降耗、原料成本低、安全性高等优点在石油、化工、医疗、电子等领域得到了重要的应用。但是其存在的一些问题是不容忽视的,如炭黑分散性差,PTC效应的稳定性差及启动电流大等限制了伴热带进一步的应用。本论文从实际应用的角度出发,从聚乙烯中炭黑的分散性入手,系统的研究了聚乙烯基PTC复合材料工艺对性能的影响,为进一步开发高性能,长寿命的聚合物PTC自限温伴热带打下基础。本文通过表面电阻测试、力学性能测试、微观形貌分析及PTC特性测试对原平炭黑、北京炭黑、焦作炭黑、南平炭黑制得复合材料体系的炭黑分散性、力学性能、微观形貌、PTC特性进行了研究。结果表明:焦作炭黑分散性最好;北京炭黑制得复合体系PTC效应最显著。采用自制的焦磷酸酯型钛酸酯、稀土型钛酸酯、KH102、KH201、KH105、KH550和硬脂酸对炭黑进行表面处理,对所得复合体系的表面电阻、力学性能、微观形貌、流变性能及PTC特性进行研究。结果表明:偶联处理有利于提高复合体系综合性能,其中自制焦磷酸酯型钛酸酯改善分散性及力学性能的效果最显著;稀土钛酸酯处理最大幅度地减小了体系扭矩,增强了PTC特性。采用均匀设计方法对密炼温度、密炼时间及密炼转速进行研究,对实验结果进行回归分析,得到了优化工艺参数:30rpm,13.257min,175℃。对聚乙烯基PTC复合材料启动电流进行研究。结果表明:偶联处理炭黑使自限温伴热带启动电流有一定程度的降低;辐照交联能大大降低自限温伴热带的启动电流,稀土钛酸酯处理体系经辐照交联后启动电流降低的幅度最大。