超高分子量聚乙烯的改性
纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展
纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展摘要：超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种分子量超过150万､具有线性结构的热塑性工程塑料，其耐冲击性､耐磨损性､耐低温性､耐应力开裂性､抗粘附能力､自润滑性､耐化学腐蚀､无毒害性等优异的综合性能是其他聚合物材料无法比拟的｡鉴于UHMWPE优异的性能特点，其在生物医学､电子科学､建筑业､机械零件､运动器械､化工等领域具有广泛的应用；尤其在生物医学方面，由于UHMWPE优异的生理惰性，已作为人工关节､矫正外科零件､心脏瓣膜等在临床使用｡随着科技发展对聚合物材料的性能要求日益严格，对聚合物的改性增强也随之而来。
关键词：纳米改性；超高分子量聚乙烯；复合材料引言纤维增强复合材料作为复合材料行业的最重要分支，其发展基本可以追溯到20世纪40年代，当时为满足航空航天等高科技行业的迫切需要，玻璃纤维增强塑料被开发出来并成功应用。
随着60年代后碳纤维、硼纤维、芳纶等一些高性能纤维的出现，纤维增强复合材料的性能不断提升。
一、纳米改性UHMWPE复合材料（一）单相纳米材料填充改性UHMWPE单相纳米粒子填充改性UHMWPE制备复合材料，是通过表面活性剂改性纳米粒子填充UHMWPE制备纳米/超高分子量聚乙烯复合材料来改善聚合物的性能｡诸多专家学者在单相纳米材料填充改性超高分子量聚乙烯方面做了相当充分的研究，且大多以无机纳米材料填充聚合物为主｡单相填充UHMWPE的无机纳米粒子主要有Al2O3､ZnO､SiO2､TiO2､ZrO2､纳米蒙脱土（nano-MMT）､纳米羟基磷灰石（HA）､碳系纳米材料（石墨烯纳米片（GNS）､氧化石墨烯（GO）､多壁碳纳米管（MWCNT）､碳纳米纤维（CNF））等，采用单相纳米材料填充UHMWPE制备复合材料有效改善了聚合物的摩擦性能､力学性能､生物性､耐热性和导电性等｡（二）多相纳米材料填充改性UHMWPE多相纳米粒子改性超高分子量聚乙烯是通过填充不同的纳米材料进行UHMWPE的改性｡单相纳米材料填充改性后提高了聚合物的某些性能，但不一定能完全改善材料的其它应用缺陷，所以采用多相纳米粒子填充UHMWPE，通过纳米材料的协同作用来提高聚合物的综合性能｡雷毅等采用纳米Zn0和SiO2共混填充改性UHMWPE，并研究了复合材料的摩擦磨损行为，对比发现纳米ZnO和SiO2具有明显的协同效应｡张炜等采用表面改性纳米炭黑及纳米级Mg（OH）2､硼酸锌､纳米TiO2等作为阻燃剂制备了抗静电无卤阻燃型纳米/UHMWPE复合材料，既改善了超高分子量聚乙烯的热性能和抗静电性能，又提高了其阻燃性能｡二、纳米改性UHMWPE复合材料的性能（一）力学性能由于UHMWPE的硬度低，耐冲击性能较差，限制了其在很多领域的应用，所以需对UHMWPE进行增强改性提高力学性能以满足其在工程应用中的需求｡Ma Tian等通过偶联剂改性WS2填充UHMWPE制备复合纤维，显著提高了复合材料的抗冲击性，在添加量为4%（质量分数）时抗拉伸性能提高了10%｡Jin Tong等通过添加10%（质量分数）表面改性后的硅灰石纤维填充UHMWPE，最大程度地提高了复合材料的拉伸性能和抗冲击性｡Chen Yuanfeng等[7]通过液相超声分散GO与UHMWPE共混制备了GO/UHMWPE复合材料，当添加量为0.5%（质量分数）时，复合材料的屈服强度､抗拉强度和断裂伸长率等均比UHMWPE有不同程度的提升｡Stuerzel Markus等采用原位聚合法制备功能化石墨烯/超高分子量聚乙烯（FG/UHMWPE）纳米复合材料，当添加量为1.0%（质量分数）时复合材料的硬度､断裂伸长率和成核结晶度均得到不同程度的提高｡Wood Weston J等通过优化液体石蜡辅助熔混工艺制备CNFs/UHMWPE复合材料，结果显示CNFs的添加在提高复合材料硬度的同时，还使复合材料保持了纯UHMWPE的韧性和延展性｡Senatov F S等采用机械活化的纳米Al2O3填充UHMWPE，考察了纳米复合材料的力学性能，当添加量为3.0%（质量分数）时，复合材料的极限应力增大了38%，杨氏模量和硬度分别提高了1.58倍和1倍，复合材料的屈服强度和断裂伸长率也得到不同程度的提高，力学性能的改善得益于较大比表面积且形状不规则的纳米颗粒与聚合物的接触面积更大，从而增强了两者之间的附着力｡（二）电学性能聚合物具有比较高的介电常数，良好的绝缘性能，通过导电纳米材料对其改性能显著提高导电性能｡GaoJiefeng等通过液相法将MWCNTs负载至UHMWPE粉末颗粒表面形成二维导电网络，使超高分子量聚乙烯电阻率明显降低，且其渗流阀值仅为0.072%（体积分数）｡HuHongliang等制备了石墨烯包覆UHMWPE的导电复合材料，石墨烯纳米片在聚合物基体中形成导电隔离网膜结构，在0.028%（体积分数）的低渗流阀值时表现出优异的导电性｡狄莹莹等以水､乙醇和肼为混合媒介，通过超声分散方法并热压成型同样制备了具有隔离网状结构的GNS/UHM-WPE复合材料､MWCNTs/UHMWPE复合材料和MWC-NTs-GNS/UHMWPE复合材料，并对比分析了几种复合材料的导电性能以及力学性能｡结果表明：MWCNTs-GNS/UHMWPE和GNS/UHMWPE复合材料均具有低至0.148%和0.059%（体积分数）的渗流阀值，当填料含量为1.0%（质量分数）时，MWCNTs/UHMWPE复合材料的导电率高于相同填料含量的GNS/UHMWPE复合材料；多相填料填充的复合材料MWCNTs-GNS/UHMWPE的渗流阀值仅为0.039%（体积分数），表现出较高的导电性能，但随着填料含量的增加复合材料的力学性能有不同程度的降低｡（三）UHMWPE 纤维增强复合材料的制备经过本体改性的UHMWPE纤维，可以和基体树脂进行特异性结合。
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展一、本文概述超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种独特的高分子材料，以其优异的物理性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文旨在全面概述超高分子量聚乙烯的基本特性，包括其分子结构、力学行为、热稳定性等方面，同时深入探讨其在多个领域的应用进展，如耐磨材料、航空航天、医疗器械等。
通过对现有文献的综述和分析，本文旨在为研究者和工程师提供有关超高分子量聚乙烯的最新信息，以推动该材料在未来科技和工业领域的发展。
本文将介绍超高分子量聚乙烯的基本结构和性质，包括其分子链长度、结晶度、热稳定性等关键参数，以及这些参数如何影响其宏观性能。
随后，将重点关注UHMWPE在不同应用领域的最新进展，特别是在耐磨材料、航空航天、医疗器械等领域的创新应用。
还将讨论UHMWPE在环保和可持续发展方面的潜力，例如作为可回收材料或生物相容材料的使用。
本文将对超高分子量聚乙烯的未来发展趋势进行展望，包括新材料设计、加工技术改进、应用领域拓展等方面。
通过总结现有研究成果和挑战，本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考和指导，以促进超高分子量聚乙烯在科技和工业领域的进一步发展。
二、UHMWPE的基本特性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种线性聚合物，其分子量通常超过一百万，赋予了其许多独特的物理和化学特性。
UHMWPE具有极高的抗拉伸强度，其强度甚至可以与钢材相媲美，而其密度却远远低于钢材，这使得它成为一种理想的轻量化材料。
UHMWPE的耐磨性极佳，其耐磨性比一般的金属和塑料都要好，因此在许多需要耐磨的场合，如滑动、摩擦等，UHMWPE都有很好的应用前景。
UHMWPE还具有优良的抗冲击性、自润滑性、耐化学腐蚀性以及良好的生物相容性等特点。
这使得它在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于工程、机械、化工、医疗、体育等领域。
特别是在工程领域，UHMWPE的轻量化、高强度、耐磨等特点使得它在制造重载耐磨零件、桥梁缆绳、船舶缆绳等方面有着独特的优势。
超高分子量聚乙烯耐热性能的改善
超高分子量聚乙烯耐热性能的改善秦建华;郝绘坤;王兴隆;李文华【摘要】为了提高超高分子量聚乙烯的耐热性能,采用高岭土、碳酸钙两种材料作为填料进行耐热改性研究.通过实验,对复合材料的各种性能进行测试和分析,比较不同质量分数的填料对超高分子量聚乙烯各性能的影响.结论表明:高岭土和碳酸钙的填充明显改善了超高分子量聚乙烯的耐热性能,当填料质量分数为30％时,填充高岭土得到的复合材料的维卡软化温度为113℃,填充碳酸钙得到的复合材料的维卡软化温度为111℃,均提高30℃左右.其力学性能有不同程度的降低,当填料质量分数为10％时,复合材料的力学性能最好,之后随着添加比例的增大,其力学性能减小的速度也增加.综合考虑,填料质量分数在10％到20％之间时,能同时满足力学性能和耐热性能的需要.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2014(036)006【总页数】4页(P25-27,31)【关键词】超高分子量聚乙烯;维卡软化温度;耐热性能;高岭土;碳酸钙【作者】秦建华;郝绘坤;王兴隆;李文华【作者单位】武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430074;武汉工程大学机电工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TQ0 引言超高分子量聚乙烯 (简称UHMWPE)是分子量100万以上的聚乙烯，它是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有优良的耐磨性、耐冲击性、耐低温性、耐应力开裂性、耐腐蚀性、耐光性、抗粘附性，以及电绝缘性、自润滑性等，可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料广泛地应用于纺织、采矿、化工、包装、机械、医疗、体育等领域[1-2].虽然超高分子量聚乙烯具有非常优异的特性，但是其热变形温度偏低(85 ℃)，这限制了它在高温环境的应用.如果能够提高超高分子量聚乙烯材料的热变形温度，那么这种材料就能得到更加广泛的应用.目前,常见的改性主要是工艺改性和性能改性.工艺改性是针对超高分子量聚乙烯分子量巨大，成型过程中几乎没有流动性，为增加其成型过程中的流动性而进行的改性.性能改性是为了改善超高分子量聚乙烯某一方面或几个方面的性能而进行的改性.其中主要的改性方法有物理改性、化学改性、聚合物填充改性、自增强改性等[3].本文介绍一种通过添加无机填料进行改性的方法，由于高岭土和碳酸钙等无机材料不仅具有很高的耐热性能，而且具有较好的成型能力，所以本文选择高岭土和碳酸钙两种无机填料进行研究，研究的目的是在对超高分子量聚乙烯主要性能影响不大的基础上提高其耐热性能.1 实验部分1.1 主要原材料超高分子量聚乙烯,平均分子量约为350万,北京东方石油化工有限公司; 高岭土，熔点1 785 ℃,甘肃兰港石化公司;碳酸钙(CaCO3)，熔点1 339 ℃,市场随机购买;无水乙醇，天津市天力化学试剂有限公司.1.2 设备及仪器压力成型机：型号XLB-350-350,中国浙江湖州东方机械有限公司制造;热变形、维卡软化点温度测定仪：型号XWY-3004,济南天辰试验机制造有限公司;悬臂梁冲击试验机：型号XJU-22,承德试验机有限责任公司；拉力试验机：型号TCS-2000，高铁检测仪器有限公司；热压机：型号R3202,武汉启恩科技发展有限责任公司.1.3 试样制备将超高分子量聚乙烯干燥后分别与高岭土、碳酸钙混合,高岭土、碳酸钙所占质量比例分别为10%、20%、30%,研磨均匀，适量加入无水乙醇，120 MPa下预压10 min后，在模压机上以250 ℃温度保持一段时间后，随模冷却，制成厚度分别为2 mm和4 mm的片状试样,分别测量其维卡软化温度(℃)、拉伸强度(MPa)、缺口冲击强度 (kJ/m2)和断裂伸长率(%)，每个参数均选3～5个试样分别测量，取平均值.1.4 性能测试维卡热变形温度按GB/T1633-2000测试,负载为4 kg,升温速率120 ℃/60 min;拉伸强度按GB/T 1040-2006测试,拉伸速率为100 mm/min,试验温度室温;缺口冲击强度按GB/T 1843-2008测试,试验温度室温.2 结果与讨论2.1 耐热性能填料高岭土和碳酸钙在不同质量分数时对UHMWPE的维卡软化温度的影响如图1所示.当质量分数为10%时，维卡软化温度平均提高到105 ℃左右；当质量分数为30%时，维卡软化温度平均提高到115 ℃左右.随着填料含量的增加，材料的维卡软化温度逐渐增加，且上升趋势逐渐趋缓.图1 UHMWPE及其共混物的维卡软化温度Fig.1 Vicat softening temperature of UHMWPE and its mixtures因为填料在聚合物基体中起到了物理交联的作用，限制了高分子链的热运动，故提高了材料的维卡软化温度.由于填料对聚合物分子间作用力的影响不同，故改变程度也不同.在一定范围内，大量填料的加入则会过多的削弱分子链之间的作用力[4]，因此随着填料含量的增加，材料的维卡软化温度趋于缓和.2.2 力学性能图2为UHMWPE及其共混物的拉伸强度.从图2中可以看出，随着填料质量分数的提高，拉伸强度先升高然后又降低.在质量分数为10%左右时是比较高的，随着填料质量分数的继续增多，拉伸强度出现下降的趋势，这主要是由于大量的填料容易聚集，从而破坏材料的晶体结构，并带来更多的应力集中点而造成的[5]. UHMWPE及其共混物的断裂伸长率关系见图3.如图3所示，断裂伸长率也呈现出与拉伸强度相似的变化趋势，即略有增加然后减小.断裂伸长率与拉伸强度的变化在机理上是一样的.图2 UHMWPE及其共混物的拉伸强度Fig.2 The tensile strength of UHMWPE and its mixtures图3 UHMWPE及其共混物的断裂伸长率Fig.3 The breaking elongation of UHMWPE and its mixtures对材料的缺口冲击强度的测试结果，如图4所示.纯超高分子量聚乙烯材料具有很高的冲击强度，在实验中几乎不会被冲断.改性后的材料，随着填料质量分数的提高，缺口冲击强度呈降低趋势.因为在超高分子量聚乙烯中添加了无机材料，无机材料的性质就决定了在加热的情况下其共混物的分子之间不一定能结合的非常紧密，所以不能像纯料一样具有很好的韧性.图4 UHMWPE及其共混物的缺口冲击强度Fig.4 The notched impact strength of UHMWPE and its mixtures3 结语填充高岭土和碳酸钙对超高分子量聚乙烯的性能产生了明显的影响，使其耐热性能得到大大提高，但是其力学性能和加工性能有不同程度的降低，基本上能在力学性能和加工性能改变不大的基础上满足耐热性能的需要.a.高岭土和碳酸钙的填充都明显改善了UHMWPE的耐热性能.当质量分数为10%时，高岭土和UHMWPE的共混物的维卡软化温度为105 ℃，碳酸钙和UHMWPE的共混物的维卡软化温度为107 ℃，提高20 ℃左右；当质量分数为30%时，高岭土和UHMWPE的共混物的维卡软化温度为113 ℃，碳酸钙和UHMWPE的共混物的维卡软化温度为111 ℃，提高30 ℃左右.b.两种材料的填充均对UHMWPE的力学性能产生了一定的影响.当高岭土或碳酸钙质量分数为10%时，UHMWPE及其共混物的力学性能最好,随着添加比例的增大，其拉伸强度、断裂伸长率等力学性能减小的速度也增加，其中缺口冲击强度降低的程度最大.c.选用的两种无机填料对UHMWPE的加工性产生了不同程度的影响.添加比例越大，成型越困难.综合考虑，选用无机填料改性时，在提高UHMWPE的耐热性能的同时，为了保证聚合物具有较好的力学性能，在配比时应该选用较小比例，最好在20%以内；如果用于受力不大的工作场合时，可以增加填料比例到30%左右. 致谢本课题的研究工作获得了武汉东湖高新区“3551光谷人才计划”、武汉市科技攻关项目(201010621223)的资金资助，同时也得到武汉晓宏超高分子新材料科技有限公司的大力支持，在此表示衷心的感谢！参考文献：[1] 刘萍,王得禧.超高分子量聚乙烯的改性及其应用[J].工程塑料应用,2001,29(5)：7-9.LIU Ping,WANG De-xi.Modification of UHMWPE and itsapplication[J].Engineering Plastics Application,2001,29(5)：7-9.(in Chinese)[2] 秦建华，王辉，杨光振.超高分子量聚乙烯单螺杆挤出压力形成理论[J].高分子材料科学与工程,2007,23(2):33-40.QIN Jian-hua,WANG Hui,YANG Guang-zhen.The research in UHMWPE single screw extruding process theory[J].Polymer Materials Science and Engineering,2007,23(2):33-40.(in Chinese)[3] 明艳，贾润礼.超高分子量聚乙烯的改性[J].塑料科技,2002,148(2):31-33. MING Yan,JIA Run-li.Modification of UHMWPE [J].Plastics Technology,2002,148(2):31-33.(in Chinese)[4] 王贵恒.高分子材料成型加工原理[M].北京：化学工业出版社,2009:293-320. WANG Gui-heng.Polymer materials processingprinciple[M].Beijing:Chemical Industry Press,2009:293-320.(in Chinese) [5] 马赟喆，黄丽.玻璃微珠改性超高分子量聚乙烯的耐热性能[J].北京化工大学学报,2010,37(2)：49-52.MA Yun-zhe,HUANG Li.Heat resistance of ultra high molecular weight polyethylene compositesmodified by hollow glass bead[J].Journal of Beijing University of Chemical Technology,2010,37(2)：49-52.(in Chinese)。
超高分子量聚乙烯纤维表面改性技术研究现状
为了解决UHMWPE纤维与基体结合粘结性差的问题，长期以来各国的学者作了许多相关的研究，也取得了一定的进展。
一些常用的方法主要有等离子处理，电晕放电处理，辐照处理以及氧化法处理等等。
1 等离子处理等离子体处理由于仅作用在材料表面有限深度内(几个分子)，对纤维的力学性能不会有太大的影响，因而受到了人们的关注。
等离子体处理UHMWPE纤维表面的方法分为低温等离子体处理和等离子体引发接枝表面处理两种方法。
韩国的Sung In Moon，Jyongsik Jang 研究了氧气等离子处理后UHMWPE与乙烯基酯树脂的粘结性能的变化，他们发现处理后的纤维与未处理的纤维比较，横向拉伸强度提高，这表明复合体的界面粘结性能得到了改善，且通过SEM观察发现纤维表面产生很多微陷，这有利于纤维与树脂之间的机械互锁作用，同时他们用有限元分析的方法研究了UHMWPE与基体之间力的传递。
Hengjun Liu等人采用氩气对UHMWPE 纤维进行等离子处理，研究结果显示处理后的纤维耐磨性和硬度都得到了提高，同时其表面的润湿性也得到了提高。
之后的研究中他们又将UHMWPE在氧气等离子体在微波电子回旋共振系统中进行处理研究纤维性能的改变，他们发现纤维的硬度和耐磨性都得到了提高的同时纤维的表面产生了许多含氧的活性基团，增加了纤维与基体的润湿性和粘结性。
Zhang YC等人针对超高分子量聚乙烯纤维表面能低与基体结合性能差的缺点，采用了在常压下对纤维进行等离子处理改性的方法，实验中采用的纤维是表面包裹有纳米二氧化硅的UHMWPE纤维，等离子处理所用的载气为氩气和氧气的混合气体(100:1)，处理后纤维的表面能明显提高与基体的润湿角减小，通过红外光谱分析后发现在纤维表面产生了很多的含氧活性基团，大大提高了其与树脂的结合性能。
Z-F. Li等以丙烯酰胺为单体利用等离子接枝的方法处理超高分子量聚乙烯纤维，他们发现处理后的纤维的强度与原纤维相比并没有明显的变化，然而在复合材料层间剪切强度(ILSS)的测试中发现，经过接枝处理的纤维与树脂的结合强度明显高于未处理的纤维，且处理效果与处理功率和时间有关，当等离子功率为30W，处理时间为10min时，剪切强度达到最大值。
超高分子量聚乙烯的改性研究
超高分子量聚乙烯的改性研究1.改性研究超高分子量聚乙烯通过改性，可以改变其缺陷，提高了其加工流动性，可以达到增韧、增强、提高耐热以及抗磨损的性能。
现在改性都集中在以下几个方面。
1.1与中低分子量聚乙烯改性1.1.1与HDPE共混改性现在国内外都有比较多这方面的研究，也有不少有关这一方面的专利文献。
国内的刘延华等就从加工设备方面进行研究，来提高UHMWPE/HDPE合金的可加工性。
实验采用同向双螺杆挤出机，并设计了两套螺杆组合方案，一套装有7对捏合盘元件，另一套只装有2对，且在排气口都装有一对左螺旋纹元件，以利于排气。
结果证明，装有2对捏合盘的挤出机可以连续挤出，随着螺杆转速成的提高，熔融效果变差且认为熔体在机头内为柱塞式流动，在挤出速率合适的条件下，可挤出光滑的棒材，否则会形成鲨鱼皮状裂纹。
北京化工大学李跃进研究了UHMWPE/HDPE共混物的加工工艺，流变性能，结晶形态以及力学性能。
发现体系粘度相对于超高分子量聚乙烯来说明显降低，成型工艺得到了显著的提高。
实验结果表明，以双辊共混法制备的共混物的粘度最低，混合均匀性好，易于注射成型。
并且UHMWPE与HDPE共混后能产生共晶。
其加入的成核剂为白碳黑，白碳黑的加入对共混的结晶形态有明显的影响，生成大量细小而均匀的球晶，避免了过多过大的晶体缺陷，补尝了UHMWPE与HDPE共混后耐磨性及抗冲击性的降低。
德国的O·Jacobs发现在超高分子量聚乙烯纤维中加入HDPE，超高分子量聚乙烯的很多性能得到了改善。
例如，其共混物的蠕变就比纯的超高分子量聚乙烯慢很多，其抗磨损性能也提高了许多。
共混物所能承受的的静态载荷比超高分子量聚乙烯多了2倍，比HDPE多了1倍。
UHMWPE的拉伸强度和杨氏模量分别为20MPa和708MPa，当加入50%HDPE时发现共混物的强度和模量分别增加了一个到两个数量级，共混物的拉伸强度和杨氏模量分别为850MPa和28000MPa。
利用碳纤维改性UHMW—PE的制备
利用碳纤维改性UHMW—PE的制备作者：阳成港来源：《世界家苑》2018年第11期摘要：UHMW-PE的全称是超高分子量聚乙烯，综合性能很好，但由于在热变形温度较低，抗压强度较小等方面的缺点，大大限制了UHMW-PE的应用，使用碳纤维改性UHMW-PE后，其热变形、抗拉伸等性能有了很明显的提高，这也在很大程度上提升了UHMW-PE的综合性能。
关键词：UHMW-PE；改性；碳纤维1.原材料背景研究：UHMW-PE的全称为超高分子量聚乙烯，是近年发展起来的一种新型材料[1]，由于其具有耐磨性能良好、摩擦系数较低，良好的自润滑性能，抗化学腐蚀性能良好等等优异的性能。
但是UHMW-PE也不是在每一个方面性能都很优异，其某些方面的性能也是较差的，比如说在热变形温度上，其在受热温度为80℃～85℃时就会发生形变[2]，其抗压模数也相对较低，这些缺陷也在很大程度上限制了UHMW-PE的应用。
而反观高分子材料中，碳纤维的优异性能刚好可以弥补这些缺陷，具有高模量的碳纤维，有着很好的耐腐蚀和耐磨性，且强度很高，是一种性能良好的人工合成纤维，近年来也是作为填充剂在实验中得到大量的应用[3]。
而由于UHMW-PE内部孔隙率较高[4]，所以本实验采用填充改性法，将碳纤维填充到UHMW-PE 中，以提高UHMW-PE的热变形性能等一些其他性能[5～7]，为碳纤维改性UHMW-PE大规模制备提高新思路。
本文主要研究将碳纤维填充至UHMW-PE后复合材料的内部结构与其拉伸性能、维卡软化点温度的关系。
2.实验部分：2.1原材料选取：UHMW-PE--取自南宁助剂一厂碳纤维--取自贵州化学工业有限公司EAA--取自南宁助剂一厂2.2改性UHMW-PE生产工艺流程图：2.3确定最佳制备工艺条件：采用正交设计法，测定复合材料的维卡软化温度。
最终确定拉伸试验中选取碳纤维填充量为0%～～5%，维卡软化点温度测定试验选取碳纤维填充量为10%～～30%，以测定碳纤维的掺入对复合材料UHMW-PE性能的影响。
超高分子量聚乙烯改性
超高分子量聚乙烯（HUMWPE）是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料，具有其它工程塑料所无法比拟的抗冲击性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、耐低温性、耐应力开裂、抗粘附能力、优良的电绝缘性、安全卫生及自身润滑性等性能，可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料，在纺织、采矿、化工、包装、机械、建筑、电气、医疗、体育等领域具有广泛的应用。
虽然UHMWPE具有许多优异的特性，但也有许多不足，如其熔融指数（接近于零）极低，熔点高（90-210°C）、粘度大、流动性差而极难加工成型,另外与其他工程塑料相比，具有表面，硬度低和热变形温度低、弯曲强度和蠕变性能较差，抗磨粒磨损能力差、强度低等缺点，影响了其使用效果和应用范围。
为了克服UHMWPE的这些缺点，弥补这些不足，使其在条件要求较高的某些场所得到应用，需要对其进行改性。
目前，常用的改性方法有物理改性、化学改性、聚合物填充改性、UHMWPE自增强改性等。
改性的目的是在不影响UHMWPE主要性能的基础上提高其熔体流动性、或针对UHMWPE自身性能的缺陷进行复合改性，如改进熔体流动性、耐热性、抗静电性、阻燃性及表面硬度等，使其能在专用设备上或通用设备上成型加工。
1 物理改性所谓物理改性是指把树脂与其它一种或多种物料通过机械方式进行共混，以达到某种特殊要求，如降低UHMWPE的熔体粘度、缩短加工时间等，它不改变分子构型，但可以赋予材料新的性能。
目前常用的物理改性方法主要有用低熔点、低粘度树脂共混改性、流动剂改性、液晶高分子原位复合材料改性以及填料共混复合改性等。
它是改善UHMWPE熔体流动性最有效、最简便以及最实用的途径。
1.1 用低熔点、低粘度树脂共混改性由于HDPE、LDPE、PP、PA、聚酯、橡胶等都是低熔点、低粘度聚合物，它与UHMWPE混合形成共混体系，当共混体系被加热到熔点以上时，UHMWPE树脂就会悬浮在这些共混剂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。
我国超高分子量聚乙烯行业发展现状及前景
五、总结
五、总结
本次演示介绍了我国超高分子量聚乙烯行业发展现状及前景。通过对UHMWPE 的定义、性质、应用领域、生产工艺等方面的介绍，说明了该行业的重要性和发 展潜力。通过对市场发展趋势、行业前景、市场容量的预测和展望，说明了该行 业未来的发展潜力。
参考内容
内容摘要
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种具有优异性能的高分子材料，在多个领 域具有广泛的应用前景。本次演示将概述UHMWPE的研究进展、制备方法、应用领 域和优势，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
内容摘要
四、超高分子量聚乙烯在实际应用中的评价和总结在耐磨材料领域，UHMWPE 的使用寿命是其他材料的数倍以上，能够有效降低维护和更换成本。同时， UHMWPE还具有良好的自润滑性能，能够在高负载下保持良好的运动灵活性。在医 疗领域，UHMWPE被广泛应用于人工关节、手术器械等高要求场合，其优良的生物 相容性和机械性能备受青睐。在海洋工程领域，UHMWPE的浮力性能使其成为制造 浮标、浮船等水上设备的理想材料。
二、超高分子量聚乙烯的制备方法 UHMWPE的制备方法主要有两种：溶液聚合 和本体聚合。溶液聚合是在溶剂中进行的，聚合过程中需要控制温度、压力、搅 拌速度等参数，以获得高分子量、低支链的UHMWPE。本体聚合是在熔体状态下进 行的，通过控制温度、压力和引发剂含量等因素，制得高分子量、低支链的 UHMWPE。目前，这两种制备方法都得到了广泛应用，并取得了一定的研究成果。
超高分子量聚乙烯的制备方法主要包括聚合工艺和缩聚工艺。其中，聚合工 艺主要包括溶液聚合、本体聚合和悬浮聚合等；缩聚工艺主要包括聚乙烯基醚、 聚酯和聚碳酸酯等。不同工艺路线的选择和优化是制备高性能UHMWPE的关键。
2、超高分子量聚乙烯的改性技 术