碳材料因其结构多样、化学稳定性好、可调控性强等优点,一直被广大研究者持续关注。将碳材料应用到复合材料中,对其进行改性以提高材料的性能已被诸多研究和报道。橡胶的力学性能不好,可利用碳纳米管、石墨烯等碳材料对橡胶进行补强改性,以达到其增强、增韧、提高力学性能等目的,但纳米粒子诱导橡胶分子运动产生变化的规律和机理仍不十分清楚,这限制了新型橡胶复合材料的开发和应用;另外,为了解决塑料结晶速度慢的问题,利用膨胀石墨对其进行改性,但膨胀石墨在塑料基体中难于剥离和均匀分散的问题,也极大地限制了聚合物/膨胀石墨复合材料性能的提高。本论文采用溶液共混的方法制备丁苯橡胶(SBR)/碳纳米管(CNTs)和丁苯橡胶(SBR)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料,讨论了低维碳纳米材料(碳纳米管和氧化石墨烯)对丁苯橡胶动态力学、界面相互作用及介电驰豫的影响,探讨高分子材料分子运动与松弛转变。同时,利用超声辅助的制备方法将膨胀石墨用于塑料的改性,以解决石墨在基体中难于分散的问题,进而改善复合材料的结晶性及稳定性。CNTs加入到橡胶基体中能均匀分散,且纳米复合材料的拉伸强度得到提高。随着CNTs加入,纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)向低温方向移动,如未填充的SBR和CNTs含量为1 wt%的SBR/CNTs纳米复合材料,Tg分别为-42℃和-40.7℃,玻璃化转变向低温方向移动的原因是CNTs加入致使橡胶分子运动过程产生滑移。同时对CNTs对橡胶交联网络结构的影响进行了探讨,发现随着CNTs含量的增加,橡胶的tanδ峰的是减低的,说明SBR的分子迁移率被抑制;储存模量(Eˊ)随着温度的升高明显下降,其原因是随着温度的升高破坏了填料与橡胶分子链间形成的网络结构,“Panye”效应也证明CNTs在橡胶基体中形成一定网络结构。介电分析说明CNTs的加入,增强了分子链段运动。由于SBR是非极性分子而GO表面存在大量的极性基团,致使GO在SBR中难于分散,为了改善GO在SBR中的分散问题,用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)对复合材料进行改性。利用Si69改性后,GO在SBR基体中分散更均匀且在GO含量相同的情况下,Si69的加入使拉伸强度均有所提高;GO的加入使得纳米复合材料的Tg向低温方向移动,且用Si69改性后其玻璃化转变进一步向低温方向移动,说明Si69改善聚合物与填料的界面相互作用,使聚合物的分子链运动增强。同时“Panye”效应证明GO在橡胶基体中形成一定网络结构。同时介电分析也说明Si69的加入,增强了基体与填料的界面相互作用,形成更发达的网络结构。采用超声装置制备PET/EG复合材料,通过超声作用改善EG在PET中的分散程度,改善复合材料的性能。考察不同频率下复合材料的结构演变以及频率对复合材料熔融及结晶行为的影响。结果表明,超声辐照能使EG粒子尺寸减小,使其在基体PET中的分散更均匀,复合材料结晶温度提高。同时,超声辐照能提高PET/EG复合材料的热稳定性。