针对目前在纳米碳材料领域最受欢迎的二维新材料石墨烯在电学,热学,光学和力学等方面具有优良的性质,将不同的功能化石墨烯和高分子材料充分混合均匀,制备不同种类的复合材料,并且对其各种性能进行研究,探索不同比例复合材料的性能趋势,为功能化石墨烯和高分子材料复合材料的制备和性能探索开拓了新的思路。(1)利用改进的Hummers两步法制备出了大片层的含有较多含氧基团的氧化石墨烯,使用操作简单的流延法来制备氧化石墨烯/聚乙烯醇复合薄膜材料,探索加入大比例的氧化石墨烯时材料的机械性能变化趋势,得到了最优的复合比例为30%;此时抗拉强度和弹性模量能达到305MPa±18MPa和13.5±1.2GPa;并且通过一系列测试表征手段来研究复合材料的结构特点,研究复合材料的热稳定和导电性等,探索复合材料在其他领域的应用。(2)在氧化石墨烯上面通过部分还原和磺化过程,连接上苯磺酸基团,得到磺化石墨烯,这种磺化石墨烯因为磺酸根基团的存在,使得与很多高分子材料复合也能得到机械性能性能很强的材料;将磺化石墨烯和聚乙烯醇复合,得到了抗拉强度和弹性模量分别达到252±25MPa和8.5±1.8GPa,并且这里得到的复合材料具有很强的弹性,能够在被拉伸几倍之后恢复原来形貌。本文不仅提供了一种功能化石墨烯的制备方法,也探索了和聚乙烯醇复合之后材料的各种性能,包括机械性能,热稳定性和导电性,探索该复合材料的多种应用前景。(3)本文介绍了利用减压抽滤的方法得到氧化石墨烯薄膜,再将聚醚胺和氧化石墨烯在90℃下快速交联,形成一种桥构象的复合薄膜材料;预测并利用了一系列测试手段证明了这种共价键的存在;测试了复合前后的材料的机械性能,因为这种共价键的作用,抗拉强度从76.79MPa上升到127.31MPa,提升了65.79%,弹性模量从14.69GPa到20.34GPa,提升了38.46%,并且我们也研究了复合材料的结构特征和性能特点。