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石墨烯是一种新型的碳族材料,具有优异的电学性能、热学性能和力学性能。这些优异的性能使其在聚合物材料领域有着很大的应用潜力。但是在溶剂中和聚合物中分散性差的缺点限制了石墨烯在这一领域的发展。因此,研究在溶剂中和聚合物中有良好分散性的功能化石墨烯,对其在聚合物材料领域的应用有着重要意义。本论文用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)作为原料,对氧化石墨进行修饰后再用水合肼还原,得到了两种有机硅功能化石墨烯(CRG-KH550和CRG-KH792)。红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱和广角X射线衍射的表征结果表明,石墨烯被KH-550和KH-792成功修饰。实物照片和透射电镜照片表明,与直接还原氧化石墨得到的石墨烯(CRG)相比,CRG-KH550和CRG-KH792在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中分散性更好。将CRG-KH550与聚苯乙烯马来酸酐(PSMA)通过溶液混合法复合,得到CRG-KH550/PSMA复合材料。与CRG/PSMA对比发现,CRG-KH550/PSMA薄膜的分散性更好。扫描电镜(SEM)表明CRG-KH550片层均匀分散在PSMA基体中。流变结果显示随着CRG-KH550含量的增加,体系内交联密度增加,逐渐形成网状结构。动态机械力学性能(DMA)测试结果显示CRG-KH550的引入使材料在橡胶态储能模量比纯PSMA有了很大提高,而玻璃化转变温度(Tg)也有所增加。这与石墨烯高的长径比、在PSMA中分散性好和与PSMA基体强的相互作用有关。本文还使用原位聚合法制备了CRG-KH792/聚酰亚胺(PI)复合材料,从实物照片和扫描电镜照片中发现,CRG-KH792在聚合物中分散均匀。拉伸测试结果表明,适量CRG-KH792的引入有利于提高材料的力学性能,同时不会使材料变脆。DMA结果表明,在温度升至Tg后,CRG-KH792/PI的储能模量没有像纯PI那样急剧下降,反而在橡胶态形成一个平台。这是因为CRG-KH792的片层与PI之间强的界面作用和位阻效应,阻碍的P1分子链的自由运动。Z扫描结果说明所制备的CRG-KH792/PI具有光限幅的性质,这和石墨烯是强电子受体和自身就具有非线性光学的性质有关。