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本发明公开了一种功能化氧化石墨烯、其制备方法及其水分散体。所述的功能化氧化石墨烯包括:将氧化石墨烯分散于二胺溶液中,得到氧化石墨烯分散体;所得氧化石墨烯分散体升温至≥50℃保温反应,得到料液A;取不饱和脂肪酸用第二极性溶剂配成溶液,所得溶液加入到料液A中,所得体系在≥50℃保温反应,得到料液B;所得料液B冷却,固液分离,即得。将上述制得的功能化氧化石墨烯置于不饱和脂肪酸的碱金属盐的水溶液中分散,即得到功能化氧化石墨烯水分散体。按本发明所述方法制得的功能化氧化石墨烯表面同时具备亲水和亲油基团并具有反应性,其水分散体特别适合天然橡胶的胶乳成型,可有效提高胶乳制品的力学性能和阻隔性能。