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近年来，我国核电站建设飞速发展，绝缘、润滑、输送、密封、涂料等有机高分子材料的耐核辐射研究对于核电站安全运行十分重要。本文采用乳液共混及原位还原法制备了多种石墨烯纳米复合材料，重点研究γ射线辐照对聚合物基体分子量、储能模量、玻璃化转变温度（Tg）的影响，考察石墨烯的自由基淬灭效果及其对纳米复合材料导电、导热、力学和耐热性能影响。全文除绪论外，由以下几部分内容构成: 首先，我们研究了氧化石墨烯(GO)制备及其还原方法。采用改性的Hummers法合成了GO水分散体系。AFM、TEM分析表明，GO呈现单层或少数几层形式，单片长度和宽度约1μm，厚度小于1.2 nm，可均匀稳定地分散在水溶液中。FTIR、XRD、TGA以及XPS分析证明水合肼化学还原GO和热还原GO均可有效降低其含氧基团比例，但是水合胼化学还原去除GO表面含氧官能团的效率更高，石墨烯(RGO)的还原程度更高。同时随着GO被还原，表面疏水性增强，导致纳米粒子自发凝聚成团，难以分散。 其次，我们采用乳液共混及原位还原法制备了天然橡胶/石墨烯(NR/RGO)纳米复合材料。RGO与NR乳胶粒子之间形成较强的π-π共轭以及氢键相互作用，避免了水合肼化学还原过程RGO凝聚成团，TEM观察证实RGO均匀分散于NR基体中。实验表明，加入RGO不仅可以缩短NR硫化焦烧时间和正硫化时间，提高交联密度，而且还可以有效提高NR的导热系数、力学强度和热稳定性。经200 kGyγ射线辐照后，纯NR体系的拉伸强度、储能模量和50％热失重温度（T50）分别下降了75％、39％和4.5℃，而加入0.60 wt％ RGO的NR纳米复合体系仅分别下降56％、12％和1.2℃。EPR测试发现，RGO可捕捉并淬灭核辐射产生的NR自由基，有效提高NR耐核辐射性能。 我们还成功解决了阴离子乳液体系的RGO团聚问题，制备了PMMA/RGO纳米复合材料。研究发现，先对带负电的PMMA乳液和同样带负电的GO水溶液实施破乳凝聚，然后原位化学还原，可实现RGO纳米级分散。这种新材料的导电渗流阈值可降低至0.52 wt％，加入2.00 wt％ RGO后，体系的Tg提高20℃，T50提高65℃。GPC测试表明，随着γ射线辐照剂量的增加，PMMA分子量不断下降，但是下降幅度随着RGO含量的增加而减小;EPR测试表明，RGO的复合体系的自由基含量低于纯PMMA，并且自由基含量与RGO含量成反比。这些结果与复合体系的力学强度和热稳定性具有对应关系，说明辐射导致基体聚合物降解，RGO具有明显的抑制辐射降解功能，提高材料耐核辐射性能。 最后，我们还研究了电机相关部件的耐核辐射特性，通过对润滑、绝缘等材料和部件的改进替换，成功制备了耐γ射线辐照总剂量大于1000 kGy的电机。