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石墨烯是目前世界上最薄的二维材料，只有一个碳原子厚度，它是由呈蜂巢晶格排列的碳原子构成，碳碳键长仅0.142nm，结构非常稳定。石墨烯的特殊结构使其具有很多优异的性能，基于石墨烯的材料在电子、储能材料、催化、光学、传感器等方面显示了巨大的应用潜能。本文用Hummers法制备了氧化石墨，对氧化石墨超声剥离制备氧化石墨烯，然后用硅烷偶联剂KH570对氧化石墨烯进行功能化以改善与有机溶剂及聚氨酯树脂的相容性，最后用原位聚合法将功能化石墨烯加入到聚氨酯树脂中，制备了功能化石墨烯/聚氨酯纳米复合材料，并对其性能进行了表征。主要内容如下：（1）以鳞片石墨为原料，用Hummers法制备氧化石墨，对氧化石墨超声剥离制备氧化石墨烯，用硅烷偶联剂KH570对氧化石墨烯进行功能化，在其表面引入了双键。SEM及TEM表征结果表明化学法制备的氧化石墨烯及功能化石墨烯大部分都变成了单层结构，但仍存在少量的多层结构。TGA/DTG及接触角测试结果表明氧化石墨烯表面引入KH570之后亲水性下降，亲油性增加。（2）考察了氧化石墨烯在各种有机溶剂中的溶解性能，发现氧化石墨烯的良溶剂需具备以下条件：表面张力在2545mJ/m2之间，溶度参数分布在17.8<δT<28.9之间，Hansen溶度参数中的色散力值在15.6<δD<19.0之间，极性力值分布在5.7<δP<16.6的范围内，氢键力值分布在7.2<δH<18.2的范围内。并且还发现氧化石墨烯在良溶剂中的分散液符合Lambert-Beer定律，计算得氧化石墨烯的消光系数为219.4L·g-1·m-1。（3）以功能化石墨烯为增强剂，用原位聚合法制备了功能化石墨烯/聚氨酯纳米复合材料，并比较了聚氨酯与功能化石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的性能。通过SEM发现功能化石墨烯在聚氨酯树脂中分散均匀，无团聚现象；TGA表征结果表明聚氨酯树脂中加入功能化石墨烯会提高树脂的耐热性；涂膜性能测试结果表明，当聚氨酯中加入0.5%功能化石墨烯时，复合材料的综合性能最好，与聚氨酯树脂相比，0.5%功能化石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的柔韧性和附着力没有下降，而冲击强度、铅笔硬度及耐水、耐酸碱性能都有大幅提升，特别是耐水和耐酸、碱性能的提升幅度最大。