聚乙烯作为世界上应用最广的合成树脂材料，凭借其良好的力学性能、加工成型性能与价格低廉等优势，被广泛应用于工业、农业、运输等国民经济各个领域。但成品聚乙烯仍存在韧性不足、抗蠕变性能差等缺点，限制了其应用范围。自从二维石墨烯片层材料被发现以来，凭借优异的力学、导电和导热性能受到了工业界及学术界众多研究者的极大关注，其中利用石墨烯改性聚乙烯已成为高性能聚烯烃材料的研究热点之一，两者结合具有巨大的工业应用前景。因此，本文首先尝试以氧化石墨烯为载体的负载型钛系Ziegler-Natta催化剂催化乙烯聚合原位制备聚乙烯/石墨烯纳米复合材料，以期改进聚乙烯的结晶性能及热稳定性能，同时使其具有一定的导电能力。然后，采用分子动力学模拟方法研究了均聚与共聚聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的结晶行为。　　首先，采用Hummers方法辅助超声处理制备了氧化石墨烯，然后利用二丁基镁化学修饰和四氯化钛负载反应制备了石墨烯基钛系Ziegler-Natta催化剂，并采用其催化乙烯聚合获得了一系列不同石墨烯含量的聚乙烯/石墨烯纳米复合材料母料。　　其次，利用原位聚合获得的聚乙烯/石墨烯纳米复合材料母料与高密度聚乙烯进行溶液共混，制备聚乙烯/石墨烯纳米复合材料，并考察其结晶行为、结晶形态、热稳定性能及导电性能。结果发现，石墨烯的异相成核作用可以促进聚乙烯结晶，使复合材料片晶厚度及结晶度增加，结晶温度升高。同时，石墨烯的加入也使聚乙烯基体热稳定性能增强，并赋予纳米复合材料较好的导电性能。　　最后，采用分子动力学模拟方法，研究了均聚与共聚聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的结晶行为，考察了支链长度、支链含量、石墨烯片层面积、聚乙烯接枝率与接枝密度等因素对聚乙烯结晶方式和结晶度的影响，并与聚乙烯单链结晶行为进行了比较，深入探讨了聚乙烯/石墨烯纳米复合材料的结晶机理。