超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的新型热塑性工程塑料，它的分子

结构与普通聚乙烯(PE)完全相同，但相对分子质量可达(1-4)×106。随着相对分子质量的大幅

度升高，UHMWPE表现出普通PE所不具备的优异性能，如耐磨性、耐冲击性、低摩擦系

数、耐化学性和消音性等。

由于UHMWPE分子链很长，易发生链缠结，熔融时熔体黏度高达108Pa?s，熔体流动

性差且临界剪切速率很低，因此容易导致熔体破裂，使其成型加工困难。为改善UHMWPE

的加工成型性能，需要对其流动性进行改性，而物理改性是主要的手段。

1UHMWPE的物理改性

物理改性不改变分子构型，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

1)将UHMWPE与低熔点、低黏度的树脂共混改性；(2)加入流动改性剂，以降低UHMWPE

的熔体黏度，改善其加工性能，使之能在普通挤出机和注射机上加工；(3)液晶高分子原位

复合材料改性等。

1.1共混改性

共混改性是改善UHMWPE熔体流动性最有效、简便的途径。共混时所用的第二组分主

要是指低熔点、低黏度的树脂，如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、

聚酰胺(PA)、聚酯等。目前使用较多的是HDPE和LDPE。当共混体系被加热到熔点以上时，

UHMWPE就会悬浮在第二组分的液相中，形成可挤出、可注射的悬浮体物料。

将UHMWPE与LDPE(或HDPE)共混可使其成型加工性能获得显著改善。但共混体系

在冷却过程中会形成较大的球晶，球晶之间有明显的界面。在这些界面上存在着由分子链排

布不同引起的内应力，由此会导致产生裂纹，所以与基体聚合物相比，共混物的拉伸强度有

所下降。当受外力冲击时，裂纹会很快沿球晶界面发展而断裂，引起冲击强度降低。为保持

共混体系的力学性能，可以采用加入适量成核剂，如硅灰石、苯甲酸、苯甲酸盐、硬脂酸盐、

己二酸盐的方法阻止其力学性能下降。

Dumoulin等对UHMWPE与中相对分子质量聚乙烯(MMWPE)的共混物进行了研究。在

双辊混炼温度175℃，混炼时间10min；密炼温度185-200℃，密炼时间10min的条件下，

制备了UHMWPE含量小于或等于6%(质量分数，以下同)的共混物。在上述条件下制备的

共混物的流变性能得到极大改善。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的新型热塑性工程塑料，它的分子

结构与普通聚乙烯(PE)完全相同，但相对分子质量可达(1-4)×106。随着相对分子质量的大幅

度升高，UHMWPE表现出普通PE所不具备的优异性能，如耐磨性、耐冲击性、低摩擦系

数、耐化学性和消音性等。

由于UHMWPE分子链很长，易发生链缠结，熔融时熔体黏度高达108Pa?s，熔体流动

性差且临界剪切速率很低，因此容易导致熔体破裂，使其成型加工困难。为改善UHMWPE

的加工成型性能，需要对其流动性进行改性，而物理改性是主要的手段。

1UHMWPE的物理改性

物理改性不改变分子构型，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

1)将UHMWPE与低熔点、低黏度的树脂共混改性；(2)加入流动改性剂，以降低UHMWPE

的熔体黏度，改善其加工性能，使之能在普通挤出机和注射机上加工；(3)液晶高分子原位

复合材料改性等。Veda等对UHMWPE与MMWPE的共混物进行了研究。结果表明，UHMWPE与MMWPE

在给定条件下能共结晶。但加入MMWPE后，共混物的冲击性能、耐磨性能有所下降。为

保持力学性能，在共混体系中加入成核剂。

专利介绍了一种UHMWPE共混改性方法。将70%的UHMWPE与30%的PE共混，用

共混物挤出的制品拉伸强度为390MPa，断裂伸长率为290%，用带缺口试样进行Izod冲击

试验时，试样不断裂。

专利报道，将79.18%的UHMWPE(相对分子质量3.5×106)，19.19%的普通PE(相对分

子质量6.0×105)，0.13%的成核剂(热解硅石，粒径5-50μm，表面积100-400m2/g)熔融混合，

所得共混物可在普通注射机上成型，产品的抗冲击性、耐磨性等物理机械性能优于不加成核

剂的共混物。

Vadhar等对UHMWPE与线型低密度聚乙烯(LLDPE)共混物进行了研究。采用同步和顺

序投料方式，在密炼机、混料机中制备UHMWPE与LLDPE共混物。同步投料即在密炼温

度180℃时，将两种组分同时加入密炼机内混炼；顺序投料即在250℃时先将UHMWPE树

脂加入混料机中混炼，然后将其冷却到180℃，再加入LLDPE继续混炼。

实验结果表明，投料方式对共混物的流变性能和力学性能影响极大。差示扫描量热及小

角激光散射图像分析仪分析表明，顺序投料方式制备的共混物中，UHMWPE和LLDPE组

分之间发生共结晶现象而且两种组分的混合均匀程度优于同步投料方式制备的共混物。