石墨烯具有出色的性能,被视作高性能复合材料的理想填料。然而,由于石墨烯层间存在强的相互作用,纳米尺度的石墨烯很容易团聚或者堆叠,难以在复合材料中均匀分散,极大限制了其力学等性能的充分发挥。本文基于采用贻贝启发的多巴胺的自聚合及还原特性,对氧化石墨烯(GO)进行了一步法化学还原与改性,成功制备了聚多巴胺还原氧化石墨烯(pDop-rGO)并进行了形貌和结构的表征分析,在此基础上系统研究了pDop-rGO对环氧树脂固化动力学的影响规律,深入探讨了pDop-rGO的分散状态与表面化学活性对环氧复合材料力学等性能的影响机制,建立了pDop-rGO对环氧复合材料的增强机制。主要工作如下：1、采用原位一步法成功制备了聚多巴胺还原氧化石墨烯(pDop-rGO)。通过红外和元素分析研究GO改性前后表面官能团和元素含量的变化,应用热失重测试研究了其热稳定性,采用扫描、透射和原子力显微镜对GO和pDop-rGO的微观形貌进行观察。结果表明,相比于原始GO, pDop-rGO在1515cm-1处出现了N-H振动峰,同时在399.8eV处出现了N1s峰;热失重由GO的57.40wt.%减小到了50.78wt.%; pDop-rGO和GO的微观结构很相似,pDop-rGO的厚度由GO的0.69nm增至0.98nm。2、基于非等温DSC测试方法,同时应用Friedman和Malek等理论方法,系统研究了GO和pDop-rGO对EP体系的活化能和固化机理的影响规律。研究发现,相比于EP和EP/GO体系,pDop-rGO的加入降低了固化反应活化能,提高了树脂体系的固化反应活性,这归因于pDop-rGO表面的胺基团。3、基于力学测试、DMTA和Raman等表征手段系统探讨了pDop-rGO的分散状态与表面化学活性对环氧复合材料力学等性能的影响机制,建立了pDop-rGO对环氧复合材料的增强机制。研究表明,由于pDop-rGO表面具有高的化学反应活性,pDop-rGO比GO有更好的分散状态和增强效果,加入pDop-rGO后树脂的力学性能明显提高,且添加量为0.2wt.%时性能最佳。此外,Raman测试表明外部应力由基体有效地传递到了pDop-rGO上,pDop-rGO的有效模量达到了107GPa, GO经过多巴胺改性后与环氧树脂间有更好的界面结合。