石墨烯在电子器件、聚合物材料增强等方面都具有非常广泛的应用前景，经过近些年科学家们的共同努力，石墨烯的研究获得了很大进展，但石墨烯仍有部分内容尚未被研究透彻，使其还无法在短时间内得到实际应用。石墨烯片层尺寸方面的研究更是鲜有报道，本文着重研究了石墨烯片层尺寸对石墨烯基材料的结构和物理力学性能的影响。　　本论文制备了不同片层尺寸的石墨烯材料，通过改变石墨烯的片层尺寸大小和含量，进一步制备出不同尺寸石墨烯薄膜和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/石墨烯复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电导率测试仪和拉伸试验机(TST)对其结构和物理力学性能进行了表征。　　结果表明，成功制备了不同尺寸的氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO)。大尺寸和纳米尺寸的RGO电导率最大，分别达到867 S·m-1和927 S·m-1。随着片层尺寸的减小，氧化石墨烯薄膜拉伸强度和拉伸模量增大。但纳米尺寸氧化石墨烯薄膜拉伸模量会出现大幅减小。　　在0.1 wt.％相同添加量下，PVB/GO和PVB/RGO复合材料的拉伸强度和拉伸模量得到最大提高(拉伸强度达到53 MPa和52 MPa，拉伸模量达到1580 MPa和1624 MPa)，与纯聚乙烯醇缩丁醛薄膜相比拉伸强度分别增加了31％和29％，拉伸模量增加了20％和24％。此外，随着片层尺寸的减小，PVB/GO和PVB/RGO复合材料的断裂伸长率均减小，而拉伸强度和拉伸模量增大。