采用一锅法对氧化石墨烯(GO)进行了硅烷偶联剂的接枝改性以及N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺(DMPPD)的还原,制备得到了功能化石墨烯(FG)。将GO与FG分别与硅橡胶(SR)复合制备得到GO/SR和FG/SR。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热失重分析(TGA)以及拉曼光谱手段证明了GO的成功还原以及硅烷偶联剂的接枝引入。相比GO,FG在SR中具有更好的分散性以及更强的界面相互作用。当FG填充量为0.1份时,SR复合材料的补强效果最理想,相比空白试样的拉伸强度提升了24%。此外,相比GO,FG对SR的抗热氧老化性能改善效果更好。当填料用量为0.3份时,相同老化时间下,FG/SR复合材料的拉伸强度保持率优于GO/SR复合材料。