石墨烯在提升复合材料性能领域有着很大的研究价值,近几年,对于石墨烯的研究取得了很大的突破。但是对于不同横向尺寸石墨烯改性聚合物的性能研究相对欠缺,本文研究了石墨烯横向尺寸对PA66的结构和力学性能的影响。第一步,先通过高速剪切机制备出四种不同横向尺寸的石墨烯。第二步,利用双螺杆共混制备不同横向尺寸、不同含量的石墨/PA66复合材料。通过激光共焦扫描成像拉曼光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱来对石墨烯的性质和尺寸进行观察测试,结果表明,高速剪切对石墨烯的损伤很小,在一定程度上可以降低石墨烯的横向尺寸。利用示差扫描量热仪、X射线衍射仪、万能力学拉伸试验机,来分析石墨烯/PA66复合材料的结晶性能和力学性能,找出合适的石墨烯含量和尺寸。测试结果显示石墨烯的添加量为0.3%时复合材料的力学性能性能最佳,力学性能、结晶度进而结晶尺寸都是随着石墨烯尺寸的减小先增加后减小,石墨烯尺寸在2-3μm时,复合材料的断裂强度达到94.9 MPa,结晶度33.2%,D(101)(110)晶面的晶粒尺寸达到3.83 nm,石墨烯尺寸减小团聚效应增加进而复合材料性能。因此,石墨烯尺寸研究在进一步提高PA66复合材料的性能方面仍存在着提升的空间。利用分子动力学模拟对PA66分子链在不同含量尺寸石墨烯表面运动情况进行模拟计算。模拟实验结果表明,PA66单分子链在石墨烯表面会聚在一起,多根分子链分布在石墨烯表面时,聚集现象较单根分子链聚集现象减轻,在石墨烯表面上吸附方面,分子链倾向于在石墨烯表面聚集在一起,有边界效应存在。小片会出现搭在两边,在石墨烯片上表现出架桥的现象。小片径石墨烯异相成核会增加,对聚合物的结晶也是一种提升,但是由于小尺寸效应,尺寸越小表面活化能越高,团聚现象又会加重,阻碍结晶。