石墨烯(Gr)是一种片层状的碳纳米材料,具有极高的比表面积、超高的机械强度、超强的导电导热性能等特点,在电子、能源、材料以及生物化学等方面具有非常广泛的研究和应用,已被国内外众多研究机构列为21世纪最有前途的材料之一。而聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制品具有机械强度高、尺寸稳定性好、加工性能好及化学稳定性佳等优点,在国民生产生活中具有广泛的应用。将石墨烯与聚对苯二甲酸乙二醇酯二者复合,开发石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(Gr/PET)新材料,国内外研究尚少。本文旨在开发石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂材料,并研究其加工性能与结晶性能,为石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的应用提供实验依据和技术支持。本文采用原位聚合法,以石墨烯为改性剂,合成了石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯改性树脂。使用激光粒度分析仪(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)与傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析表征了石墨烯的粒径及微结构以及改性聚酯的化学结构。采用热台偏光显微镜、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)及热重分析仪(TG)研究了改性聚酯的结晶形态、等温结晶生长规律、结晶性能、晶型结构及热性能。用双柱毛细管流变仪测试研究了石墨烯改性聚酯的剪切流变性能。主要结论如下：1.选用乙二醇锑为催化剂,将超声分散的石墨烯通过原位聚合的方式加入到聚酯PET中,成功合成了一系列不同石墨烯含量的石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。扫描电镜与激光粒度仪测试分析可知,石墨烯经超声分散后,粒径减小。FT-IR测试结果表明,所使用的石墨烯表面仍带有少量羟基、羧基及环氧基等活性基团。石墨烯／聚酯PET的红外光谱与特性黏数测试结果表明,在合成中石墨烯的加入,并不影响聚酯主链结构,但使其特性黏数有所降低,都可达到0.6dL/g。2.X射线衍射测试表明,石墨烯微粒的加入不改变PET的晶型结构,但使得晶粒尺寸与晶面间距都有所减小。随着石墨烯含量的增加,晶粒尺寸分布变窄,尺寸趋于一致。与纯PET相比,加入少量石墨烯的PET球晶数目增多,尺寸减小,球晶堆砌密集,石墨烯表现出高效的异相成核作用。此外,石墨烯的加入提高了材料的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm,可使其结晶温度及结晶度得到提高。与纯PET相比,添加了0.3%石墨烯的改性聚酯的Tg增加了2.6℃,Tm提高了7℃。当石墨烯含量为0.05%时,改性聚酯的结晶温度比纯PET提高了约19%,当石墨烯含量为0.1%时,改性聚酯的结晶度由纯PET的26.9%提高到29.6%。非等温结晶研究表明,随降温速率的增加,结晶行为存在滞后现象,结晶温度降低,结晶峰变宽,半结晶时间t1/2减小。TG曲线表明,加入石墨烯后,聚酯的起始分解温度与停止分解温度均有所提高,说明石墨烯的加入可以提高PET的热稳定性。3.剪切流变结果表明,石墨烯的加入并未改变聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂熔体的流动类型,石墨烯／聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂熔体仍为切力变稀流体。但石墨烯含量对熔体表观黏度与非牛顿指数有较大的影响。随着石墨烯含量的增多,熔体流动阻力增大,聚酯熔体的表观黏度呈逐渐增大的趋势。在500s-1的剪切速率下,随着石墨烯含量由0增加到0.3%,熔体的表观黏度由21.61 Pa·s增大到49.07Pa·s,比纯PET高27.46Pa·s。同一剪切速率下,随着石墨烯含量的增加,其非牛顿指数减小,石墨烯的加入,增加了熔体的非牛顿性,使熔体黏度对剪切速率的依赖性增强。