传统油气运输碳钢管、合金钢管具有难弯折、易腐蚀、难铺设、运输成本高等缺点,随着油气开采运输行业不断发展,常规管道愈发难以满足如今复杂严酷的服役环境。而RTP（增强型热塑性复合管）管材耐腐蚀性能好、成本低,在运输过程中也可以盘卷打包,在面对山地、沟壑等崎岖地形时能保持一定的弯折。然而在服役时发现,其HDPE（高密度聚乙烯）内衬层容易在高温高压环境下加速老化,介质中的油气分子在渗入材料内部后,还会随着服役时长的增加发生堆积,进而使得管道内部出现鼓包甚至破损。为改善HDPE在油气运输环境下的介质相容性,选用高比表面积、高补强性、强功能性的石墨烯材料对其进行改性。本文使用同向平行双螺杆挤出造粒机将不同含量的GO（氧化石墨烯）和RGO（还原氧化石墨烯）分别与HDPE熔融共混,将得到的复合材料在模拟油气运输环境下进行浸泡处理,然后通过对填料的分散性、以及材料的多项基础性能和热力学性能的研究,对比处理前后原材料与改性材料性能改变差异,探索GO及RGO对HDPE油气介质相容性的改性机理,探寻石墨烯纳米填料在油气环境中运用的可能。研究表明,两种石墨烯的加入均会使HDPE结晶行为发生变化。其中GO使HDPE的密度增大了1.8%、硬度提升了9.0%、熔融指数提升了172.5%、20%失重率时热解温度提高了7.5℃。而RGO将HDPE的密度增大了2.3%、硬度提升了10.2%、熔融指数提升了134.8%、20%失重率时热解温度提高了10.5℃。对比高温高压环境处理前后,纯H DPE的密度降低了2.5%,GO改性的试样降低了0.4%,RGO改性的试样降低了0.6%;HDPE的邵氏硬度降低了25%,GO试样则降低了10.1%,含RGO试样降低了10.6%;HDPE的结晶度减少了19.0%,含GO试样减少了0.9%,RGO试样减少了2.1%;HDPE的熔融指数变化了53.6%,GO试样变化了4.2%,含RGO试样变化了3.6%;HDPE在20%失重率时热解温度降低了20.5%,含GO试样降低了0.8%,RGO试样降低了1.2%。GO和RGO能够提升HDPE油气环境耐受性,主要由于石墨烯的加入改善了材料的结晶动力行为,高分散的纳米粒子填补了晶体空隙,增加了致密性并减少了缺陷,降低了小分子的渗入。石墨烯在材料表面和内部还会弥散强化,对材料力学结构有着一定补强,进而增加了耐压耐热性,同时还能减少溶质的移动和扩散。而硬度的提升减少硬质杂质对材料表面的磨损,降低点应力集中而产生的缺陷。