层状的膨胀石墨，具有优良的润滑性能，在剥离的状态下拥有非常高的形状系数，是比强度最高的材料之一，而且拥有独特的功能特性，例如优异的导电性和导热性等。本文考察了膨胀石墨分散性对聚合物复合材料性能的影响，尤其是摩擦磨损性能。并探索了加工过程对膨胀石墨分散性的影响。论文研究的第一部分中，采用直接共混法获得膨胀石墨/丁腈橡胶微米复合材料，而乳液共混法制备出纳米复合材料，比较研究了不同膨胀石墨分散结构的丁腈橡胶复合材料的力学性能和摩擦磨损性能，探讨了膨胀石墨分散性、膨胀石墨用量、施加载荷和滑行速度对摩擦磨损性能的影响规律。纳米复合材料表现出更高的拉伸性能、硬度、动态储能模量和更低的滞后损耗。随着滑行速度和载荷增加，两种复合材料摩擦系数都降低，膨胀石墨的用量影响很小。膨胀石墨/橡胶复合材料的摩擦磨损过程被认为是膨胀石墨片层与基体的脱粘-润滑膜的形成-破坏-基体磨损-重新形成润滑膜的一个周而复始的过程。纳米分散的膨胀石墨在较高载荷和滑行速度下能形成连续、均匀稳定的润滑膜，有利于降低摩擦系数和提高耐磨性。论文研究的第二部分，采用直接共混和乳液共混两种方法制备膨胀石墨/炭黑/丁腈橡胶纳米复合材料，并与炭黑/丁腈橡胶复合材料进行比较研究了材料的力学性能与摩擦磨损性能。同时也研究了膨胀石墨分散性、膨胀石墨用量、施加载荷和滑行速度对摩擦磨损性能的影响。结果表明添加少量的膨胀石墨即可有效的降低炭黑/丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能，主要是由于膨胀石墨润滑膜的形成。尤其是膨胀石墨/炭黑/丁腈橡胶纳米复合材料具有优异的耐磨性，抵抗摩擦条件改变的能力最强。而膨胀石墨用量和炭黑种类对纳米复合材料摩擦磨损性能影响不明显，建议膨胀石墨用量为3至5份。论文研究的第三部分，对乳液共混法制备的膨胀石墨/丁腈橡胶中已经实现良好分散的膨胀石墨结构进行研究，评估后期加工过程对膨胀石墨分散性的影响。选用橡胶加工分析仪(RPA)，并结合TEM、XRD来研究膨胀石墨份数、加工过程中的剪切力、硫化压力、硫化温度对膨胀石墨片层网络结构的影响。研究结果显示由于如此优良的分散性和膨胀石墨片层很高的形状系数，在低的膨胀石墨用量下，复合物就表现显著的填料网络结构效应。加工过程膨胀石墨分散状态的变化与初始形成的填料网络结构有关，它与填料的用量密切相关。减少后续强剪切的混合工序、采用高温低压硫化，或加强膨胀石墨片层-橡胶的界面，减少膨胀石墨片层的自聚集，都将有利于保持膨胀石墨片层初始的良好分散状态。论文研究的第四部分，为了研究膨胀石墨分散性对聚合物复合材料性能的影响，将膨胀石墨片层水悬浮液与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)水溶液超声均匀混合，分别采用喷雾干燥方法和直接干燥法制备出PVP/膨胀石墨复合材料，研究了膨胀石墨的用量和干燥方法对膨胀石墨分散性的影响，并探索了膨胀石墨分散性对复合材料性能的影响。采用喷雾干燥法，膨胀石墨的剥离分散程度明显更好，其原理在于快速的雾化干燥，有效阻止已剥离分散的膨胀石墨片层二次聚集。膨胀石墨用量的增加，二次聚集机率增加，膨胀石墨的分散性变差。在相同膨胀石墨用量下，采用喷雾干燥方法制备的复合材料的导电性能和导热性能更好，这源于更好的膨胀石墨分散性。论文的最后将合成的云母和天然云母分别填充到三元乙丙橡胶(EPDM)中，采用熔体共混方法制备云母/EPDM复合材料，比较了两种复合材料的微观结构及其电性能、气体阻隔性能和力学性能。发现合成的无定形云母在基体中的分散性优于结晶性天然云母，因此合成云母/EPDM拥有更好的力学性能、电绝缘性以及气体阻隔性。