石墨烯复合材料已经在电学、热管理和催化等领域中体现出了巨大的应用前景。基于石墨烯的优异性能,其被广泛应用于聚合物复合材料中。由于石墨烯片层之间固有的π-π堆叠和范德华力,使其无法在溶剂及聚合物基体中均匀地分散,且与聚合物基体的相容性较差。因此,对石墨烯进行修饰以提高其在溶剂和聚合物基体中的分散性和相容性至关重要。石墨烯的修饰方法主要分为共价修饰和非共价修饰两大类。其中,共价修饰石墨烯不仅可以解决分散性和相容性的问题,由于新官能团的引入,还可使石墨烯功能化,拓展了石墨烯的应用范围。近年来,国内外的研究人员已经把他们的研究重点转向了更适合溶液加工的氧化石墨烯(GO)上。与石墨烯相比,GO含有大量的含氧官能团,为共价修饰提供了反应位点。目前,已经有多篇文献介绍使用聚乙二醇(PEG)修饰GO并还原的方法提高石墨烯的水溶性和生物相容性,拓展其在高性能生物材料中的应用。然而,鲜有报道使用PEG作为修饰剂改性GO应用于聚合物材料中。本论文通过PEG修饰GO,来分别研究PEG的链长或共价修饰GO的含量对聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)基体的热性能、燃烧性能等的影响。主要工作内容如下:1.使用改进的Hummers方法制备得到GO,并经化学还原得到还原产物石墨烯(r GO)。采用不同分子量的双氨基封端聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)分别对GO进行修饰,经还原得到产物(记为GP);采用特定分子量的NH2-PEG-NH2修饰GO得到产物GO-PEG。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、共焦显微拉曼光谱(Raman)、X-射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段分析了GO、r GO、GP及GO-PEG的结构组成和形貌,为后续研究PEG修饰的GO在聚合物基体中的应用奠定基础。2.在石墨烯含量相同时,通过溶液共混的方法将r GO及三种分子量NH2-PEG-NH2修饰GO的还原产物GP与聚酰胺6(PA6)复合得到PA6复合材料(记为GA,其中石墨烯的含量固定在5.0 wt%左右)。重点研究复合材料GA的导热性能与NH2-PEG-NH2分子量大小,即链长的关系。随着NH2-PEG-NH2链长的变化,GA沿“through-plane”(λz)和“in-plane”(λx)方向的热导率均发生变化。结果表明,λz随着PEG链长的增加而增加,而λx则在某一特定PEG链长时出现最大值。最大的λz和λx分别是0.406 W?m-1?K-1、9.710 W?m-1?K-1,其中,复合材料λx方向的热导率比基体PA6提高了约3.4倍。3.在NH2-PEG-NH2分子量相同时,采用溶液共混同时反应增容的方法将某一特定分子量NH2-PEG-NH2修饰GO的产物GO-PEG与马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)复合,得到复合材料PP-g-GO/MAPP,其中PP-g-GO为GO-PEG与MAPP的反应产物。表征分析修饰后的GO与MAPP的相容性及GO的含量对复合材料的燃烧性能、热稳定性和结晶性能等的影响。热重和微尺度燃烧量热分析结果显示,在GO添加量为2.0 wt%时,相对于纯MAPP,复合材料的最大热失重速率发生时的温度(Tmax)增加了51?C,总的热释放和热释放速率峰值分别减少44.4%和38.9%。此外也研究了复合材料PP-g-GO/MAPP作为功能母粒添加到PP中对PP力学性能的影响。