石墨烯材料具有強大的導電性能，而且石墨烯是由大量的碳原子組成，以及它具有極強的**性，碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用，所以，石墨烯材料得到了廣泛的應用。此外，石墨烯材料還具有其他性質，例如：電學性質、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高，而且其遷移率也在以光的速度來計算，已經達到***時期，而且也是硒化鉛等半導體材料所無法比擬的。經過對石墨烯性能的研究，研究發現石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的機械性能也成為了石墨烯的主要性能之一，就目前的情況而言，石墨烯復合材料的研究已經成為了主要研究的問題之一。石墨烯的出現，使得石墨烯復合材料的強度有所提高，經研究發現，與不添加石墨烯的復合材料相比，添加了石墨烯的復合材料的強度遠高于不添加的，并且復合材料的強度可以提高二分之一甚至一倍。此外，經過氧化處理的石墨烯的斷裂強度較高，并增強了石墨烯的緊密型與連接性，想要制成石墨烯水凝膠，必須要使用經過氧化處理過的石墨烯。石墨烯的導熱性能優異，易分散，易加工。上海制造石墨烯復合材料生產

CNTs和石墨烯具有獨特的結構，用作NR復合材料的增強填料可以賦予橡膠制品**度、高耐磨、導電和導熱等性能，拓寬橡膠材料的應用范圍。碳納米材料/NR復合材料的開發及應用發展潛力大，是功能性橡膠材料的一個重要發展方向。目前，我國CNTs和石墨烯工業產品的成本較高，其與NR復合材料的研究大多還處于試驗研究階段。隨著CNTs和石墨烯在聚合物基體中的分散技術和作用機理研究的進一步深入以及市場規模化，CNTs和石墨烯在NR領域的大規模應用將得到快速發展，**推動我國NR復合材料的發展，提升我國橡膠工業的競爭力。上海制造石墨烯復合材料生產氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。

    石墨烯（graphene）是近幾年來發展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發現以來，石墨烯在化學、物理、材料、電子等各個領域顯示了廣闊的應用前景。尤其是它極高的機械強度，出色的導電和導熱性能，以及豐富的來源（石墨），使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業界尚待解決的難題。本學位論文圍繞著這些問題，運用了多種新穎的方法實現了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復合材料，這些材料在航空、運輸、生物醫藥等方面具有潛在的應用價值。

由于表面富含活性含氧基團，能與一些含極性基團的聚合物產生較強的作用力，所以氧化石墨烯通常被作為一種納米填料添加到聚合物當中以增強聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強聚乙烯醇的研究，他們發現氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時，聚合物的力學性能就得到了***的提高，如楊氏模量提高了76%，而比較大拉伸強度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強聚氨酯，發現當氧化石墨烯添加量為4.4wt%時，聚合物基體的楊氏模量和硬度分別增加了900%和327%[63]。Xu等人同樣制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇復合材料，不過他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復合材料薄膜中，由于真空抽濾產生的向下的吸引力，使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態排列于聚合物基體之中，得到―磚墻式‖結構的復合材料薄膜[64]。這種復合材料的性能變化與氧化石墨烯含量的變化成近似正比的關系，如圖1-5所示。Putz等人同樣用這種方法制備了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯復合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達接近40GPa，遠遠超過了一般聚合物/無機納米復合材料所能達到的力學性能范圍[65]。氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性，樣品單層率＞90%，產品經輕微攪拌就可與水相互溶。

單純的導電聚合物在充放電循環的過程中通常穩定性較差，使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制，開發具有優異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性，同時又可以實現結構的增強。因此，導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電，但是在高分子加工過程中GO可以部分還原，而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。氧化石墨烯濾餅（SE2430W、SE243PW、SE243EW）。河北導熱石墨烯復合材料類型

石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環壽命和倍率性能。上海制造石墨烯復合材料生產

材料的結晶無疑與材料的性能和應用息息相關65。將氧化石墨烯與結晶材料復合，進而進行材料結晶過程的定向調整，可以實現材料性能的有效提升66。例如通過差熱法研究發現，氧化石墨烯的負載量在不斷的提升的同時，聚合物類氧化石墨烯的結晶現象也得到了有效的緩解。隨著溫度的不斷降低，與原材料相比，氧化石墨烯聚合物復合材料的結晶速度變得緩慢。與此同時，材料的基本結構并沒有隨著溫度的降低而發生明顯的改變。由此可見，一些氧化石墨烯聚合物復合材料可以被應用于各種低溫環境當中，實現耐低溫材料的更加廣泛的應用。上海制造石墨烯復合材料生產