随着社会的不断发展,换热器、地暖管材等领域对聚合物基复合材料提出了更高的要求,朝着耐腐蚀、低成本、易加工和具有良好力学性能等综合性能方向发展。聚乙烯具有优异的综合性能,是一种重要的热塑性通用塑料,但是较低的热导率限制了其在导热领域的应用。为了制备具良好导热性能的高分子材料,拓宽高分子材料在导热领域的应用,通常在高分子材料基体中添加高导热填料,是制备导热高分子复合材料的有效方法。本文选择以聚乙烯（PE）为基体,以机械球磨改性后的石墨为导热填料,通过熔融共混法制备了低填充的导热聚乙烯复合材料。本实验通过行星式球磨机的机械力化学作用,分别采用尿素和硬脂胺两种含氮原子的小分子作为剥离剂,对石墨进行球磨改性。采用正交实验法分别制备了两个剥离剂体系在不同实验条件下的改性剥离石墨片（Exfoliated graphite platelet,EGP）,并与聚乙烯（PE）进行熔融共混,制备不同球磨时间和EGP含量的PE/EGP复合材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、热失重分析仪和拉曼光谱仪对EGP的形貌、结构和组成进行了表征,并对PE/EGP复合材料的导热性能、力学性能、流变性能、热性能及其断面形貌进行了测试和分析。两种剥离剂体系制备的EGP较原始石墨相比具有明显的表面改性和剥离;PE/EGP复合材料的导热性能和拉伸强度均有显著的提高,且剥离剂为硬脂胺的EGP得到PE复合材料的导热和拉伸强度等性能均优于尿素体系。当剥离剂为硬脂胺、球磨时间为5小时、填充质量比为10%时,PE/EGP复合材料的导热系数就达到1.2132W/（m·K）,为PE的3.01倍,复合材料的拉伸强度升高到21.74 MPa,为PE的1.38倍,断裂伸长率仍达到765%。因此,PE/EGP复合材料在导热性能提高的同时,保持或提高其力学性能,有望在换热产品和电子封装材料等领域具有良好的应用前景。