聚合物/石墨烯微片（GNP）纳米复合材料可用作散热材料,而在实际生产应用过程中,其性能在极大地受到聚合物基体中的GNP的剥离和分布形态的影响,由于GNP这类层状纳米片具有规整的二维层板结构,层内原子之间以牢固的共价键相结合,层与层之间则以范德华力或静电作用力相互作用,这一独特的结构特点使得GNP很容易产生层状堆积,这种层状堆积不利于其本身高导电导热等优异性能的发挥,反而容易导致聚合物基纳米复合材料产生缺陷,降低材料的性能。因此,如何调控GNP在聚合物中的剥离和分布形态已成为研究聚合物/GNP复合材料的关键问题。基于这一关键问题,本论文主要研究聚丙烯（PP）/石墨烯微片（GNP）中GNP的片径大小与复合材料性能之间的关系,填料结构对聚丙烯（PP）/石墨烯微片（GNP）/氮化硼纤维（BNF）复合材料导热性能的影响,以及拉伸流场对PP/GNP复合材料热导率的影响研究。并且使用扫描电子显微镜、光学显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热法、X射线衍射、流变测试、导电导热测试、红外热成像、力学性能测试等方法进行复合材料的表征和性能测试。具体内容如下:（1）采用熔融挤出法制备了不同片径的GNP增强PP基复合材料及其复配体系。在实验分析和模拟的基础上,系统研究了影响PP/GNP复合材料导热性能的因素,包括GNP片径、含量和不同片径GNP的复配比例。当GNP含量较高（9wt%、12wt%）时,GNP在PP基体中广泛分布。在GNP含量较低（6wt%）时,对于单一体系,粒径较大且分布适中更有利于获得较高的热导率。对于复配体系,中、小片径GNP填充的PP在中片径与小片径GNP比例为8:2时热导率最高,比小片径GNP填充的单一体系高23.8%。这是由于小片径的GNP对中片径的GNP起着桥梁连接作用,形成了高质量的传热路径。表明不同片径的GNP的协同作用和分布形态对PP/GNP复合材料的导热性能有显著影响。此外,对PP/GNP复合材料的导热性能进行了数值模拟。热通量图像进一步表明,不同类型的GNP之间存在协同效应。（2）高导热绝缘聚合物复合材料由于其易于加工和重量轻,在热管理应用中发挥着越来越重要的作用。本论文采用双螺杆挤出法,以GNP和BNF为填料,在聚丙烯基复合材料中构建了一个独特的隔离网络。通过调节GNP和BNF的含量和尺寸,可以很好地控制复合材料的高导热性和电绝缘性。当GNP含量为9wt%,BNF含量为30wt%时,复合材料的最高热导率为1.32 W/m K,是纯PP的6倍左右,同时保持良好的电绝缘性(低至2.98×10-9 S/m)。这种独特的隔离网络使BNF充当连接分散GNP的桥梁,从而促进声子的传输,但可以有效地中断电子传导。该项工作为设计和制造应用于热管理材料的高导热且电绝缘的聚合物基复合材料提供了一种简便的制备方法。（3）利用收敛流道的体积拉伸形变作用产生局部拉伸流场,并设计三种收敛流道并与普通机头进行对比,达到剥离GNP的目的。利用数值模拟和实验研究的方法,研究GNP在拉伸流场中的剥离情况以及拉伸流场对PP/GNP复合材料的热导率的影响。实验结果表明,收敛流道J3中产生的拉伸流场明显改善了GNP的团聚现象,且对GNP有一定的剥离作用,有利于GNP之间构建导电网络和导热通络,从而提高复合材料的电导率和热导率。其中,当GNP含量为13wt%时,相较于经普通机头（无收敛流道）挤出的复合材料,经J3收敛流道挤出的PP/GNP复合材料的热导率提高了103.3%,显现出大幅度的提高。