石墨烯以其独特的二维晶体结构及在力学、热学、电学等方面的优异性能成为目前材料科学研究的一个热点。本文主要研究了氧化石墨烯的制备、有机修饰及其在铸型尼龙的应用，主要内容如下：以天然石墨为原料，采用Hummers法制备了氧化石墨。采用FTIR、XRD、元素分析对氧化石墨进行表征，结果表明，Hummers法制备的氧化石墨表面含有丰富的含氧官能团，氧化石墨的层间距由石墨的0.34nm增大到0.85nm，C/O原子比为1.28。采用十六烷基三甲基溴化铵对氧化石墨进行改性处理，制备了改性氧化石墨。对改性氧化石墨进行FTIR和XRD表征，结果显示，十六烷基三甲基溴化铵成功的对氧化石墨进行了改性，改性氧化石墨的层间距由氧化石墨的0.85nm增大到1.12nm。以改性氧化石墨为改性填料采用原位聚合法制备出不同填料含量的MC尼龙/改性氧化石墨烯纳米复合材料。考察了改性氧化石墨烯对复合材料的机械性能、耐磨性能和热性能的影响。结果发现，改性氧化石墨含量为0.2wt%时，复合材料的冲击强度提高3倍，拉伸强度和硬度不变。改性氧化石墨含量为0.1wt%时，复合材料的摩擦系数和磨损量分别比纯尼龙降低了77%和68%。加入改性氧化石墨烯使复合材料的结晶温度提高8℃，熔融温度提高2℃，复合材料的结晶度提高。采用FTIR、XRD、SEM对MC尼龙/改性氧化石墨烯纳米复合材料进行了结构表征。结果表明，改性氧化石墨烯与MC尼龙存在较强的界面作用，改性氧化石墨烯的加入没有改变复合材料的晶型，但对晶格尺寸有影响。改性氧化石墨烯在MC尼龙基体中分散均匀。探讨了MC尼龙/改性氧化石墨烯纳米复合材料的制备工艺，研究表明，催化剂NaOH用量为0.4wt%、活化剂TDI用量为0.5wt%时，复合材料的冲击强度具有最佳值为8.38kJm-2。对改性氧化石墨烯对反应体系的影响进行了探讨，结果表明，改性氧化石墨烯对己内酰胺聚合过程有阻聚作用，增加TDI的用量能够消除阻聚的影响。