石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的、综合性能较好的二维平面纳米碳材料。由于石墨烯的表面都是非极性的碳组成,因此很难分散在水或有机溶剂中,导致其应用受到很大限制。氧化石墨烯(GO),则是在石墨烯的基础上,通过对其进行氧化处理并在其上导入羟基、羧基、羰基等含氧官能团后得到的一种材料。因此,虽然GO在水溶液体系中的分散性方面有了大幅度的提高,但其在有机溶剂以及高分子体系中的分散性方面依然较差。为了使GO能更好地应用于高分子复合材料等领域,本文首先对其表面进行功能化处理,但是功能化后的GO,即功能化氧化石墨烯(F-GO)表面仍然存在剩余的含氧官能团,这些含氧官能团的数量会对石墨烯的片层状态和性能造成一定的影响,从而对环氧树脂(EP)复合材料的综合性能产生积极或消极的作用。此外,GO和F-GO对苯乙烯聚合体系有着较大的影响,会改变产单体的转化率、产物的分子量以及分子量分布指数。本研究的主要工作内容和结论如下:(1)使用三氨丙基三甲氧基硅烷(APS)对GO进行共价功能化修饰,然后再用水合肼对其进行还原操作,通过控制还原时间制备出含有不同含氧基团数量的功能化石墨烯(F-rGO)。最后利用XPS、Raman光谱等表征手段和分散性测试,结果表明,随着还原时间的增长,含氧基团数量不断减少,F-GO缺陷程度的提升会逐渐放缓。GO和F-GO在有机溶剂中的分散性基本无差异,F-GO经过还原后,随着还原程度的增大,其分散性有显著提升。(2)将GO、F-GO、不同还原程度的功能化石墨烯(F-rGO)与EP制备成复合材料,对其力学性能、热导率等进行测试。结果表明,在0.1wt%的填料含量下,GO的功能化能够提升复合材料的力学性能,并且F-GO的还原程度越高,与EP制备出的复合材料力学性能越好,但是热导率却显示出相反的趋势。在0.5 wt%和1 wt%的填料含量下,GO的功能化能够提升复合材料的热导率,并且F-GO的还原程度越高,与环氧树脂制备出的复合材料热导率越高,其中填料含量为1 wt%时,F-rGO-3/EP的热导率最大,相比于纯环氧树脂提升了 17.3%。(3)研究了在不同温度下GO和F-GO对苯乙烯(St)聚合的转化率以及对产物聚苯乙烯(PS)的分子量和分子量分布的影响。结果表明,GO和F-GO的加入都会降低St的转化率,增大PS的分子量和分子量分布指数,但是这些影响都会随着温度的升高而逐渐放缓。这些现象是因为氧化石墨烯骨架上的大π键以及表面的极性含氧基团吸引了引发剂和反应过程中的自由基,从而引起聚合体系在不同温度下的一系列变化。