随着大功率电气、电子产品、汽车等领域的快速发展，散热问题是限制属上领域发展的原因之一。聚合物导热材料主要分为两大类：一是具有高导热率的结构聚合物，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯，或具有完整结晶结构的聚合物；二是填充型导热复合聚合物，如将BN、碳纤维、碳纳米管、石墨等高导热材料填充环氧树脂制备导热复合材料。本文主要内容是聚合物填充型导热复合材料的研究。2004年，石墨烯的发现为导热复合材料的研究起了巨大的推动作用。石墨烯的导热系数高达5300W/m·k，远高于碳纳米管和金刚石。另外由于其诸多特殊的物理性能和诱人的应用前景，引起各个领域研究者的广泛关注，在全球掀起了石墨烯的研究热潮。然而，如何低成本、高效率、大批量获取具有高质量的石墨烯产品仍是目前制约石墨烯走向实际工业应用的一大瓶颈，当然石墨烯应用于导热复合材料中，也遇到很多难以解决的问题。本文采用球磨法制备聚合物/石墨烯纳米导热复合材料，主要过程是在高分子溶液中对石墨进行机械剥离制成石墨烯，并且将新生成的石墨烯均匀地分散在高分子材料基体中，最终制备成石墨烯纳米导热复合材料。此方法具有操作简单、成本低及便于扩大规模等优点。另外本文也将其与其他的导热填料制备成的复合材料进行对比。本文还对球磨法制备石墨烯进行了探讨。研究的主要内容如下：（1）聚碳酸酯（PC）和聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）导热复合材料的制备：分别利用熔融法和溶液法制备PC和ABS导热复合材料，导热填料是氮化铝和石墨烯微片。所得到的复合材料采用扫描电子显微镜（SEM）、TCi导热分析仪、示差扫描量热分析仪以及热重分析仪进行了表征。研究结果表明：对于两种两种共混方法制备的PC和ABS复合材料，熔融共混法效果较好，其得到的PC复合材料最高导热系数为4.21W/m K；而ABS复合材料的最高导热系数为2.89W/m K。两种树脂的复合材料的比较表明，PC为基体的复合材料的导热性能好一些。（2）超声法制备环氧树脂基导热复合材料：选用超声分散法制备复合材料，导热填料为碳纤维、炭黑、石墨烯微片、石墨烯微片及碳纤维的复合物、氮化铝、氧化石墨及石墨烯微片的复合物。结果如下：在这几种导热填料中，石墨烯微片（KNG180）和其与氧化石墨的混合填料对材料的导热性能的改善效果最好。（3）球磨机械剥离法制备石墨烯/环氧树脂基导热复合材料：在超声分散法的研究基础上，再采用球磨法制备复合材料，得到导热性能更好的复合材料。其结果如下：球磨法制备的石墨烯纳米导热复合材料，相对了超声法制备的复合材料，石墨烯纳米导热复合材料有很大的导热优势。当石墨烯含量在25wt%时，材料的导热率达2.69W/m K。另外从复合材料中分离出来的石墨烯的质量很高。（4）球磨剥离法制备石墨烯纳米片：在我组原有研究的基础上，本文对球磨机械剥离法制备石墨烯进行了改进和进一步探索。通过TEM、拉曼光谱等表征方法证明制备出了高质量的石墨烯纳米片。