随着环保安全意识的增强,具有低有机挥发物排放（VOCs）、高性能的水性聚合物发展越来越受到关注。但水性聚合物存在力学性能、耐水性、阻隔性等功能性不足的缺点,限制了其在高性能材料领域的应用。氧化石墨烯具有良好的水分散性、可修饰性、优异的力学性能、热稳定性高、出色的阻隔性等特点,在水性聚合物的改性领域有较大的潜力。但如何控制氧化石墨烯在水性聚合物涂层材料中的均匀分散和定向排列是提高水性聚合物/氧化石墨烯纳米复合材料综合性能的关键。基于此本课题设计选用不同的改性剂制备改性氧化石墨烯,并与聚乙烯醇、水性环氧、水性聚氨酯复合制备水性聚合物/改性氧化石墨烯纳米复合材料,具体研究如下:1.设计采用氨基磺酸盐化合物（AS）对氧化石墨烯（GO）进行表面改性制备改性氧化石墨烯（SGO）,并与聚乙烯醇（PVA）复合得到PVA/SGO纳米复合水分散液、膜及涂层。全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）表明AS成功接枝在GO层间,且AS的接枝率为12.34%;扫描电子显微镜（SEM）表明SGO在PVA中分散均匀;拉伸测试表明当SGO含量为3 wt%时PVA/SGO纳米复合膜的拉伸强度升至70.5 MPa,断裂伸长率有稍微下降达到179.5%;SGO的加入有效提高了PVA/SGO纳米复合涂层的阻隔效果,SGO含量达到80 wt%时,其水蒸气透过率和氧气透过率都降至最低,分别为6.99 g·cm-2·day-1和0.33 cm~3·m-2·day-1·atm-1,并且在高湿度下（50%、70%和90%）其氧气透过率也能保持相对稳定。2.选用聚醚胺（PEA）表面改性经1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC）/N-羟基琥珀酰亚胺化合物（NHS）活化羧基后的GO制备改性氧化石墨烯（AGO）,并与水性环氧乳液（WEP）和水性胺类固化剂共混制备出WEP/AGO纳米复合乳液、膜及涂层。ATR-FTIR、XRD等测试表明PEA成功接枝在GO表面且接枝率为6.2%。SEM表明在WEP/AGO纳米复合膜中AGO分散均匀。拉伸测试表明AGO的加入对WEP/AGO纳米复合膜起到增强增韧的作用,当AGO含量在1.0 wt%时,WEP/AGO纳米复合膜的拉伸强度升至最大为60.83 MPa,断裂伸长率增加至4.5%。电化学和盐雾性能测试表明WEP/AGO纳米复合涂层在低频下的阻抗值30天内稳定在10~8Ω以上,且其表面没有明显的点蚀扩散及腐蚀介质渗透现象,相比WEP/GO纳米复合涂层具有更出色的防腐性能。3.使用自制的氨基化亲水性聚氨酯（NHPU）表面改性经EDC/NHS活化的GO得到改性氧化石墨烯（NGO）,并与自制水性聚氨酯（WPU）原位乳化后采用水合肼还原得到WPU/NRGO纳米复合乳液及涂层。NGO可在水以及丙酮、DMF、THF的有机溶剂中均匀分散,并且不同浓度的NGO表现为水分散液、粘稠状、凝胶状、“橡皮泥”状四种不同的分散状态;ATR-FTIR、XRD等测试表明NHPU成功接枝在GO表面且接枝率为4.5%。SEM表明NGO在WPU/NGO纳米复合膜中分散均匀。拉伸测试表明当NGO含量达到2 wt%时,WPU/NGO纳米复合膜其拉伸强度达到最大为43.1 MPa,应变达到907.9%。4 wt%WPU/NRGO纳米复合涂层电导率达到了2.05×10-5S/cm,符合抗静电标准,且具有较高的透光率。