中文摘要：

长期从事聚合物纳米复合材料复合加工、高性能化和功能化研究。在增韧聚合物纳米复合材料研究中，提出并证实橡胶颗粒和无机纳米片层在基体中的最佳选择性分布模型，以同时得到最佳橡胶增韧和纳米片层增强效果；该模型成功应用于碳纳米管体系, 得到超高韧性、导电纳米复合材料。在石墨烯及其功能纳米复合材料研究中，发展真空辅助热处理技术制备石墨烯；在氧化石墨烯修饰改性及其化学和热还原方面取得创新进展；制备几种石墨烯功能纳米复合材料、高延展性氧化石墨烯水凝胶、石墨烯功能纳米复合材料泡沫。研究剥离型和插层型纳米复合材料摩擦和划刻行为。基于阻燃目的，成功制备高填充、剥离型纳米复合材料。出版一部英文著作；五篇著作章节；发表国际期刊论文47篇，正面他引276次。三篇论文入选Elsevier的Top 25 Hottest Article季度或年度排名榜；一篇论文入选Polymer首期虚拟特刊。国际国内学术会议邀请报告9次。

结论摘要：

本项目通过开展聚合物纳米复合材料的制备-结构-性能关系研究，制备出具有低渗滤阈值的聚合物导电纳米复合材料，并提高它们的力学性能，特别是韧性。(1) 以鳞片石墨为原料，开展石墨烯的制备及其表面化学修饰改性研究。成功制备了氨基改性石墨烯、氮掺杂石墨烯、银颗粒修饰石墨烯、通过γ辐照还原氧化石墨烯方法制备的石墨烯、氯化铁直接插层鳞片石墨而后超声剥离制备的石墨烯、采用真空辅助热剥离法制备的具有不同C/O比的石墨烯、以及石墨烯纳米杂化材料，它们都可以作为功能组分用于提高聚合物的导电、导热、电磁屏蔽性能。特别是制备的高品质石墨烯，克服了还原氧化石墨烯缺陷多的问题，表现出优秀的导热性能，用于制备了导热薄膜、复合材料和胶。(2) 为赋予聚合物优秀导电性能，通过熔体复合、溶液共混、原位聚合等方式制备了多种具有优秀导电/电磁屏蔽性能的聚合物纳米复合材料。另外，以石墨烯气凝胶、碳纳米管海绵作为预先形成的三维导电网络，在低含量下赋予了聚合物优秀电磁屏蔽、导电和力学性能。(3)为赋予聚合物优秀导热性能，制备了同时导电和导热的酚醛树脂复合材料、电绝缘但导热环氧树脂纳米复合材料、石墨烯气凝胶相变材料。(4) 针对填充型聚合物导电纳米复合材料的脆性，使用橡胶、无机纳米颗粒、微泡孔成功增韧了聚合物/碳纳米管、聚合物/石墨烯、聚合物/炭黑导电纳米复合材料等。创新性在于橡胶、无机纳米碳酸钙、微泡孔均起了增韧和体积排除的双重作用。该研究成果不仅具有重要的科学意义，而且非常有助于推动填充型聚合物导电纳米复合材料的实际应用。发表国际学术期刊论文40篇，申请和授权中国发明专利11项。石墨烯纳米材料及其聚合物纳米复合材料的工业应用正在进行中。