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近些年来,许多研究表明石墨烯作为纳米填充材料可以显著改善聚合物的性能,石墨烯有望代替碳纳米管成为新型的纳米填充材料。由于复合材料界面结合微观机理非常复杂,实验研究很难实现系统的研究,所以计算模拟方法被广泛地应用到该领域。本文应用分子动力学模拟方法,采用Reax FF势函数,模拟了功能化石墨烯从PE、PMMA和PVA三种聚合物基体中拉出过程,揭示了功能化对复合系统界面剪切强度增强的微观机理。主要研究内容如下:（1）采用全原子模型,制备了PE、PMMA和PVA三种基体的功能化石墨烯/聚合物纳米复合系统样本,其中包含5种功能化率（0%、2.5%、5.0%、7.5%和10%）、不同类型功能基团（-H、-O-、-OH、-NH2和-CH3）的功能化石墨烯,一共制备了55组复合系统样本,并确定了功能化石墨烯从聚合物基体中拉出的模拟方法。（2）研究了功能化对PE、PMMA和PVA基体系统界面结构特性的影响,并分析了其内在的机理。研究发现不同功能基团嵌入基体程度不同,其中功能基团-CH3和-OH基团嵌入基体较为明显,而-H和-O-基团则无明显嵌入。研究还表明聚合物原子在石墨烯表面存在聚集和分层现象,功能基团会阻碍这种原子的聚集。（3）研究了平衡态下PE、PMMA和PVA基体系统中界面氢键和界面相互能。研究发现含氧基团与极性聚合物PMMA和PVA之间有界面氢键的形成,而与非极性聚合物PE界面之间并没有氢键的形成。研究还表明随着功能化率的增大,-O-和-OH功能化系统的相互作用能呈线性递增趋势,而对于-H和-CH3却呈递减变化趋势。其中PVA基体系统的界面相互作用能明显大于PMMA和PE系统。（4）通过改变功能化率和功能基团类型,研究了功能化对PE、PMMA和PVA三种基体系统界面结构演变和力学特性的影响及其内在机理。研究发现功能基团会限制分子链在石墨烯表面的相对滑动,阻碍分子链的运动聚集。结果还表明随着功能化率的增大,界面剪切强度提高,被拉出分子链的数量明显增多,界面被破坏位置从界面上转移至基体内部。此外不论何种基体,-OH和-CH3功能化对界面剪切强度增强效果均较为明显。但是在相同条件下,PVA基体系统界面剪切强度增强效果最显著,这可能与界面氢键作用有关。本文研究有助于理解功能化石墨烯增强聚合物材料的内在微观机理,对新型功能化石墨烯/聚合物材料的制备具有一定的理论指导意义。