石墨烯具有极其优异的机械性能,极高的比表面积以及良好的导电导热性,因而在树脂基复合材料领域具有广阔的应用前景。但是由于石墨烯片层极易团聚,并且其自身的反应惰性以及与树脂的不相容性,导致其在树脂基复合材料中的应用也受到一定的限制。而氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物,其表面具有大量的含氧官能团,与基体树脂具有较好的相容性,同时氧化石墨烯仍然保留着石墨烯极大的比表面积、优异的力学性能等特性,因此在树脂基复合材料领域引起了广泛的关注。本文主要以提高环氧树脂的综合性能为研究目标,通过对氧化石墨烯进行不同方式的接枝改性,一方面提高了氧化石墨烯的剥离程度、改善了其分散状态,另一方面利用接枝物质端位的活性官能团与基体树脂发生反应,提高了二者的界面相互作用,最终达到了提高环氧树脂综合性能的目标。本文第一部分首先利用改性Hummers法制备了氧化石墨烯,并利用环氧树脂对氧化石墨烯进行原位接枝改性,表征发现改性后的氧化石墨烯为褶皱状单片层,由原本规整的堆叠方式转变为松散的堆积状态。对其环氧树脂复合材料表征后发现,改性氧化石墨烯在环氧树脂中呈现整体均匀的分散状态,改性后的氧化石墨烯与环氧树脂之间形成了较强的界面相互作用,同时有效地提高了环氧树脂的韧性。其复合材料的拉伸强度和断裂伸长率在改性氧化石墨烯添加量为0.25wt%时达到了最大值,相较于纯环氧树脂分别提高了19%和31%。当改性氧化石墨烯添加量为0.50wt%时,其玻璃化转变温度相较于纯环氧树脂提高45℃。复合材料的热稳定性和耐水性也得到了一定程度的提高。本文第二部分是利用超支化聚硅氧烷接枝改性氧化石墨烯,表征发现超支化改性氧化石墨烯具有良好的剥离状态,其片层呈现树脂类物质包裹的状态。利用溶剂混合的方式制备相应的环氧树脂复合材料。当超支化改性氧化石墨烯添加量为0.10wt%时,复合材料其拉伸强度提高59%,断裂伸长率提高186%。当改性氧化石墨烯的添加含量为0.20wt%时,其复合材料的玻璃化转变温度相较于纯树脂体系提高35℃,材料的热稳定性提高明显。由于超支化硅氧烷末端的氨基可以参与基体树脂的固化反应,改性氧化石墨烯与基体树脂之间界面的相互作用力较强,因而复合材料的吸水率在低添加含量时大幅度下降。本文第三部分是利用化学方式制备还原氧化石墨烯(rGO),并利用端氨基超支化聚硅氧烷对其进行接枝改性。利用多元醇法制备具有较高长径比的纳米银线,并负载到还原氧化石墨烯表面。测试表征后发现,化学还原能够大量地消除氧化石墨烯表面的含氧官能团,使氧化石墨烯上的碳原子从sp~3杂化转变为sp~2杂化。负载改性rGO在其环氧树脂复合材料中呈现均匀的分散状态,未发生明显地团聚。复合材料的玻璃化转变温度在负载改性rGO添加量为3wt%时提高25℃。当负载改性rGO的添加量为5wt%时复合材料的电导率相较于纯环氧树脂提高了约11个数量级,同时材料的介电常数相较于纯环氧树脂提高了184%。