石墨烯是由碳原子sp2杂化构成的蜂窝状点阵结构的晶体,只有单原子厚度,具有高强度、高模量、超高热稳定性及抗紫外线等性能,但在溶剂中分散性较差。与石墨烯相比,氧化石墨烯(GO)具有优异的的亲水性,且在绝大多数极性有机溶剂中具有良好的分散稳定性。通常采用高分子与纳米填料的复合可以极大地提高传统高分子材料的性能。纳米填料可以是零维、一维和二维纳米材料,由于二维纳米填料可实现与高分子之间的面接触,界面结合力高,非常适合用于制备高性能复合材料。GO因其二维纳米片层结构、高强度和诸多功能性,被普遍作为高分子复合材料的纳米填料。通过添加GO可以增强普通高分子材料的力学性能,制备出多功能的高分子复合材料。聚丙烯腈(PAN)纤维是由PAN高分子经纺丝制备成的纤维,舒适柔软但其强度差限制了其广泛的应用。利用多元复合制备综合性优异的高性能复合材料的思路,本论文通过在聚丙烯腈纺丝时添加GO、聚乙烯醇(PVA)可以有效的改善PAN纤维的拉伸强度,同时赋予PAN复合纤维优异的热稳定性、抗紫外线等性能。采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),通过溶液复合法得到GO/PAN、PVA/PAN、GO/PVA/PAN的纺丝原液,采用干喷-湿纺制备出GO/PAN纳米复合纤维,通过对复合纤维表征,研究结果表明GO片层与PAN基体之间有氢键相互作用,加入GO可以提高复合纤维的拉伸强度、抗紫外性能、热稳定性、结晶性。当添加5wt.%GO时,GO/PAN拉伸强度最大,比PAN纯样提高38.05%;当GO的添加量超过5 wt.%时,GO在PAN基体中发生团聚、堆叠,纤维的拉伸强度降低。采用凝胶纺丝制备得到PVA/PAN、GO/PVA/PAN复合纤维,对复合纤维性能表征,结果表明PVA分子链穿插进入PAN分子链中,显著提高了复合纤维的拉伸强度,但当PVA添加量超过穿插零界点时,PVA/PAN体系因密度分布不均,纤维拉伸强度降低;同时PVA分子链的引入,降低了复合纤维的抗紫外性能和热稳定性能。对于GO/PVA/PAN复合纤维,GO以单片层分散在PVA/P AN基体中,PAN、PVA分子链和GO纳米片层之间形成较强的氢键作用,引入GO既提高了 GO/PVA/PAN复合纤维的拉伸强度,也提高了抗紫外性能和热稳定性,当GO添加量为0.3 wt.%时,GO/PVA/PAN复合纤维的结晶度达到最大,同时拉伸强度最大。