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石墨烯材料自被发现以来,由于其稳定的结构和优异的性能备受研究人员青睐,石墨烯/弹性体复合材料也是目前乃至未来的研究热点。本论文研究了某公司采用玉米秸秆等为原材料制备的生物质石墨烯在聚氨酯和丁苯橡胶两种弹性体材料中的应用。BG-A和BG-B均为实验室自制改性生物质石墨烯,其中BG-A分散液采用生物质石墨烯经甲苯二异氰酸酯(TDI)改性制得,分散介质为N,N-二甲基甲酰胺(DMF);BG-B粉体采用生物质石墨烯经γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性制得。对BG-A和BG-B进行扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱等表征,确定BG-A和BG-B都不是单片层结构且含有杂质和缺陷,这对其自身性能有一定消极影响,但易与有机基体复合,为石墨烯/弹性体复合材料的制备奠定基础。采用溶液共混法将BG-A分散液与聚氨酯(PU)混合制得复合浆料,该过程采用DMF为有机溶剂,采用流延成型工艺制备出BG-A/PU复合材料,研究复合浆料粘度与温度的关系,流延成型时基底温度与成膜形态的关系;采用扫描电镜观察BG-A/PU复合材料的断面形貌,研究BG-A添加量不同时BG-A/PU复合材料的力学性能、动态力学性能、热学性能、耐水性、亲疏水性和导热系数,结果表明:复合浆料粘度随温度的升高而降低,水浴加热温度为50℃时除气泡效果较好,流延基底温度为30℃时成膜形态最佳;BG-A/PU复合材料相对纯PU材料断裂面更粗糙,界面作用增强;BG-A添加量为1wt%时,BG-A/PU复合材料的拉伸强度达到最大值43.8MPa,较纯PU材料提高39.1%;BG-A添加量为0.25wt%时,BG-A/PU复合材料的导热系数达到最大值0.205 W/(m·K),较纯PU材料提高20.0%;BG-A添加量为0.75wt%时,BG-A/PU复合材料的吸水率最低,耐水性能最好,同时疏水性达到最优;BG-A添加量为0.5wt%和1wt%时,BG-A/PU复合材料玻璃化转变温度相对纯PU材料分别提高了8℃和4℃。采用机械共混法制备BG-B/SBR复合材料,体系中炭黑N220和BG-B共同作为补强填料。首先对BG-B添加量不同时混炼胶的硫化曲线、门尼粘度等进行了研究,然后探究BG-B添加量对硫化胶的断面形貌、力学性能、热学性能、抗湿滑性能和磨耗性能的影响,结果表明:BG-B添加量由0增加到1wt%的过程中,混炼胶硫化过程中的最低扭矩、最高扭矩和门尼粘度都呈先增加后减小的趋势,焦烧时间变化不明显,正硫化时间逐渐增加;BG-B/SBR硫化胶相对不加BG-B的硫化胶拉伸强度、撕裂强度、300%定伸应力和硬度都有所增加,断裂伸长率降低;BG-B用量为0.5wt%时,硫化胶的撕裂强度、拉伸强度和300%定伸应力最高,与未添加BG-B的硫化胶相比撕裂强度和拉伸强度分别提高了20.3%和14.8%,300%定伸应力提高了43.2%;硫化胶的玻璃化转变温度随BG-B添加量的增加稍有升高,动态损耗因子随BG-B添加量的增加呈先减小后增加的趋势;BG-B添加量为0.5wt%时,硫化胶的抗湿滑性最强,此时硫化胶的导热系数为0.4029 W/(m·K),相对未加BG-B的硫化胶提升30.1%,磨耗体积降低到0.139cm~3,相对未加BG-B的硫化胶减少30.5%。