采用物理机械剥离法对可膨胀石墨进行剥离,得到厚为10nm,横向尺寸为10～20μm的石墨烯纳米薄片（GE）,进一步制备质量分数为20wt%的GE/天然橡胶（NR）浓缩母粒;用硅烷偶联剂KH580对沉淀法SiO₂进行改性,得到疏水性SiO₂;采用机械共混的方法制备了GE质量分数为0、0.2wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%的GE-SiO₂/NR复合材料。对GE-SiO₂/NR复合材料进行导电导热性能的测试,发现随着GE含量的增加,其导热导电性能逐渐提升,当GE含量为2.0wt%时,复合材料的面内导热率提高了38.1%,面间导热率提高了36.21%,导电率提高了36.07%。GE含量越高,GE-SiO₂/NR复合材料的100%和300%定伸应力越大,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率变化变化不明显。随着GE含量的增加,填料的网络效应减弱,Payane效应减弱,玻璃化温度逐渐升高。通过SEM分析,改性后的SiO₂在NR基体中分散良好,无团聚现象,在GE含量为2.0wt%时,能明显观察到GE的片层结构。