随着现代工业的飞速发展，对导电材料性能要求日益提高。在很多领域，导电材料开始向聚合物基导电复合材料方向发展。聚合物基导电材料具有密度小，耐腐蚀，比强度高，大面积成膜，加工性能好，电阻可调，非线性导电行为等等诸多特点，已成为当下研究的热点。石墨烯由于其独特的结构和优异的物理性质是理想的导电填料。而聚醚砜具有良好的热，力等综合性能，是优良的树脂基体。本论文将石墨烯和聚醚砜复合，制备具有优良性能的石墨烯/聚醚砜导电复合材料。单层石墨烯具有大的比表面积和表面能，在基体和溶剂中易于团聚，加大了复合材料的制备的困难和限制了石墨烯的增强效应。从解决石墨烯在聚醚砜的分散和增加石墨烯和聚醚砜链段的相容性的角度出发，采用共价键修饰石墨烯的方法。利用石墨烯上残留的含氧官能团与对苯二酚的反应，成功地制备了能在有机溶剂NMP中均匀分散的功能化石墨烯(f-G)。TGA和XPS表征证实了修饰方法的有效性，AFM、 TEM表征则表明石墨烯的厚度为2nm，为单层或双层。石墨烯良好的溶剂分散性解决了溶液共混制备复合材料的障碍；石墨烯表面增加的极性官能团与聚醚砜链段的相互作用实现了其在基体中的均匀分散。通过对f-G/PES复合材料电学性能的研究发现：直流电测试表明，复合材料中绝缘体到导体的转变过程发生在较小的f-G体积分数范围，而且复合材料具有低至Фc=0.355vol.%的渗流值，可以与文献报道的最好数值相比拟。所测材料的最大电导率为~10-2S/m，与文献报道的值相近；交流电导率测试表明，在给出的复合材料从绝缘体到导体的转变过程中的电荷传导类型为电荷跳跃传导。同时，复合材料的介电常数随着频率的增加而降低，随着f-G体积分数的增加而增加。5wt%石墨烯含量的复合膜的介电常数为238(1KHz)，说明石墨烯基的复合材料可以用做高介电常数材料。利用等效电路模拟手段和对复合材料的交流阻抗测试表明，界面电阻随着f-G体积分数的增加而降低，界面电容随着f-G体积分数的增加而增加，由0.5wt.%f-G/PES的30.48pF急剧上升到5wt.%f-G/PES的1041.9pF。将同样具有优异性能的多壁碳纳米管引入到f-G/PES体系中，研究了三元体系复合材料的性能。我们比较了五种不同的填料：多壁碳纳米管(p-CNTs)﹑混酸修饰的多壁碳纳米管(f-CNTs)﹑对苯二酚功能化的石墨烯(f-G)﹑功能化的石墨烯-多壁碳纳米管(f-G-p-CNTs)和功能化的石墨烯-混酸修饰的多壁碳纳米管(f-G-f-CNTs),对复合材料拉伸性能，电导率的影响：三元体系比二元体系表现出更高的电导率；含有f-CNTs的复合材料比含有p-CNTs和f-G的复合材料表现出更好的拉伸强度，而复合材料中的f-G能显著增加复合膜的拉伸模量。f-G-f-CNTs/PES具有最好的综合性能。三元体系比相应的二元体系有更高的电导率，这是由于石墨烯与碳管的协同效应所致的杂化填料在基体中的共分散和更有效的不同于单一填料的渗流网络所决定的。为进一步研究碳管和石墨烯的协同效应，对5wt.%分数，不同f-G与f-CNTs质量比例下f-G-f-CNTs/PES复合材料性能的研究表明：复合材料的拉伸强度随着杂化填料中f-CNTs比例的增加而单调增加；但拉伸模量和电导率则随f-G/f-CNTs质量比例值的变化表现出非单调变化，分别在f-G/f-CNTs为1和1/3处出现了极大值。这说明对复合材料不同性能的协同增强效应有各自的最佳比例值。另外，f-G与f-CNTs质量比例为1时，f-G-f-CNTs/PES复合材料的渗流值为0.25vol.%，明显低于单一f-G复合材料的渗流数值。所测比例范围内，复合材料拉伸强度和模量均高于纯聚醚砜。