UHMW-PE的改性

与其它工程塑料相比，UHMW-PE具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差等缺点。这是由于UHMW-PE的分子结构和分子聚集形态造成的，可通过填充和交联的方法加以改善。

一、填充

　　采用玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼、炭黑等对UHMW-PE进行填充改性，可使表面硬度、刚度、蠕变性、弯曲强度、热变形温度得以较好地改善。用偶联剂处理后，效果更加明显。如填充处理后的玻璃微珠，可使热变形温度提高30℃。玻璃微珠、玻璃纤维、云母、滑石粉等可提高硬度、刚度和耐温性；二硫化钼、硅油和专用蜡可降低摩擦因数，从而进一步提高自润滑性；炭黑或金属粉可提高抗静电性和导电性以及传热性等。但是，填料改性后冲击强度略有下降，若将含量控制在40%以内，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)仍有相当高的冲击强度。

二、加工

　　UHMW-PE树脂的分子链较长，易受剪切力作用发生断裂，或受热发生降解。因此，较低的加工温度，较短的加工时间和降低对它的剪切是非常必要的。

　　为了解决UHMW-PE的加工问题，除对普通成型机械进行特殊设计外，还可对树脂配方进行改进：与其它树脂共混或加入流动改性剂，使之能在普通挤出机和注塑机上成型加工，这就是润滑挤出(注射)。

三、共混

　　共混法改善UHMW-PE的熔体流动性是最有效、最简便和最实用的途径。这方面的技术多见于专利文献。共混所用的第二组分主要是指低熔点、低黏度树脂，有低密度聚乙烯(PE-LD)、高密度聚乙烯(PE-HD)、聚丙烯(PP)、聚酯等，其中使用较多的是中分子量PE(分子量40万～60万)和低分子量PE(分子量<40万)。当共混体系被加热到熔点以上时，UHMW-PE树脂就会悬浮在第二组份树脂的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。

　　1．与低、中分子量PE共混

　　UHMW-PE与分子量低的PE-LD(分子量1000～20000，以5000～12000为最佳)共混可使其成型加工性获得显著改善，但同时会使拉伸强度、挠曲弹性等力学性能有所下降。PE-HD也能显著改善UHMW-PE的加工流动性，但也会引起冲击强度、耐摩擦等性能的下降。为使UHMW-PE共混体系的力学性能维持在一较高水平，一个有效的补偿办法是加入PE成核剂，如苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、己二酸盐等，可以借PE结晶度的提高，球晶尺寸的微细均化而起到强化作用，从而有效阻止机械性能的下降。有专利指出，在UHMW-PE/PE-HD共混体系中加入很少量的细小的成核剂硅灰石(其粒径尺寸范围5～50 nm，表面积100～400 m2/g)，可很好地补偿力学性能的降低。

　　2. 共混形态

　　UHMW-PE的化学结构虽然与其它品种的PE相近，但在一般的熔混设备和条件下，它们的共混物都难以形成均匀的形态，这可能与组分之间黏度相差悬殊有关。采用普通单螺杆混炼得到的UHMW-PE/PE-LD共混物，两组分各自结晶，不能形成共晶，UHMW-PE基本上以填料形式分散于PE-LD基体中。熔体长时间处理和使用双辊炼塑机混炼，两组分之间作用有所加强，性能亦有进一步的改善，不过仍不能形成共晶的形态。

Vadhar发现，当采用两步共混法，即先在高温下将UHMW-PE熔融，再降到较低温度下加入线性低密度聚乙烯PE-LLD进行共混，可获得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的UHMW-PE/PE-LLD共混物。    

　　3. 共混物的力学强度

　　对于未加成核剂的UHMW-PE/PE体系，其在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间存在着明显的界面，而在这些界面上存在着由分子链排布不同引起的内应力，由此会导致裂纹的产生，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度有所下降。当受到外力冲击时裂纹会很快地沿球晶界面发展而导致最后的破碎，因此又引起冲击强度的下降。