UHMW-PE的其它改性方法
來源：peek板材供應商-恒鑫實業 作者：PEEK板材加工
1.高分子
液晶高分子原位復合材料是指熱致液晶高分子(TLCP)與熱塑性樹脂的共混物，這種共混物在熔融加工過程中，由于TLCP分子結構的剛直性，在力場作用下可自發地沿流動方向取向，產生明顯的剪切變稀行為，并在基體樹脂中原位就地形成具有取向結構的增強相，即就地成纖，從而起到增強熱塑性樹脂和改善加工流動性的作用。清華大學趙安赤等采用原位復合技術，對UHMW-PE加工性能的改進取得了明顯的效果。
用TLCP對UHMW-PE進行改性，不僅提高了加工時的流動性，采用通常的熱塑加工工藝及通用設備就能方便地進行加工，而且可保持較高的拉伸強度和沖擊強度，耐磨性也有較大提高。
2.聚合填充
高分子合成中的聚合填充工藝是一種新型的聚合方法，它是把填料進行處理，使其粒子表面形成活性中心，在聚合過程中讓乙烯、丙烯等烯烴類單體在填料粒子表面聚合，形成緊密包裹粒子的樹脂，最后得到具有獨特性能的復合材料。它除具有摻混型復合材料性能外，還有自己本身的特性：首先是不必熔融PE樹脂，可保持填料的形狀，制備粉狀或纖維狀的復合材料；其次，該復合材料不受填料/樹脂組成比的限制，一般可任意設定填料的含量；另外，所得復合材料是均勻的組合物，不受填料密度、形狀的限制。
與熱熔融共混材料相比，由聚合填充工藝制備的UHMW-PE復合材料中，填料粒子分散良好，且粒子與聚合物基體的界面結合也較好。這就使得復合材料的拉伸強度、沖擊強度與超UHMW-PE相差不大，卻遠遠好于共混型材料，尤其是在高填充情況下，對比更加明顯，復合材料的硬度、彎曲強度，尤其是彎曲模量比純UHMW-PE提高許多，尤其適用作軸承、軸座等受力零部件。而且復合材料的熱力學性能也有較好的改善：維卡軟化點提高近30℃，熱變形溫度提高近20℃，線膨脹系數下降20%以上。因此，此材料可用于溫度較高的場合，并適于制造軸承、軸套、齒輪等精密度要求高的機械零件。
采用聚合填充技術還可通過向聚合體系中通入氫或其它鏈轉移劑，控制超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)分子量大小，使得樹脂易加工。
美國專利用具有酸中性表面的填料：水化氧化鋁、二氧化硅、水不溶性硅酸鹽、碳酸鈣、堿式碳酸鋁鈉、羥基硅灰石和磷酸鈣制成了高模量的均相聚合填充超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)復合材料。另有專利指出，在60℃，1.3MPa且有催化劑存在的條件下，使UHMW-PE在庚烷中干燥的 氧化鋁表面聚合，可得到高模量的均相復合材料。齊魯石化公司研究院分別用硅藻土、高嶺土作為填料合成了超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)復合材料。
3.超高分子
在UHMW-PE基體中加入UHMW-PE纖維，由于基體和纖維具有相同的化學特征，因此化學相容性好，兩組分的界面結合力強，從而可獲得力學性能優良的復合材料。UHMW-PE纖維的加入可使UHMW-PE的拉伸強度和拉伸彈性模量、沖擊強度、耐蠕變性大大提高。與純UHMW-PE相比，在UHMW-PE中加入體積分數為60%的UHMW-PE纖維，可使最大應力和模量分別提高160%和60%。這種自增強的UHMW-PE材料尤其適用于生物醫學上承重的場合，而用于人造關節的整體替換是才倍受關注的，UHMW-PE自增強材料的低體積磨損率可提高人造關節的使用壽命。
4.合金化
UHMW-PE除可與塑料形成合金來改善其加工性能外，還可獲得其它性能。其中，以PP/UHMW-PE合金最為突出。
通常聚合物的增韌是在樹脂中引入柔性鏈段形成復合物(如橡塑共混物)，其增韌機理為“多重銀紋化機理”。而在PP/UHMW-PE體系，UHMW-PE對PP有明顯的增韌作用，這是“多重裂紋”理論所無法解釋的。國內最早于1993年報道采用UHMW-PE增韌PP取得成功，當UHMW-PE的含量為15%時，共混物的缺口沖擊強度比純PP提高2倍以上。又有報道，UHMW-PE與含乙烯鏈段的共聚型PP共混，在UHMW-PE的質量分數為25%時，其沖擊強度比PP提高一倍多。以上現象的解釋是“網絡增韌機理”。
PP/UHMW-PE共混體系的亞微觀相態為雙連續相，UHMW-PE分子與長鏈的PP分子共同構成一種共混網絡，其余PP構成一個PP網絡，二者交織成為一種“線性互穿網絡”。其中共混網絡在材料中起到骨架作用，為材料提供機械強度，受到外力沖擊時，它會發生較大形變以吸收外界能量，起到增韌的作用；形成的網絡越完整，密度越大，則增韌效果越好。
為了保證“線性互穿網絡”結構的形成，必須使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)以準分子水平分散在PP基體中，這就對共混方式提出了較高的要求。北京化工大學研究發現：四螺桿擠出機能將UHMW-PE均勻地分散在PP基體中，而雙螺桿擠出機的共混效果卻不佳。
EPDM能對PP/UHMW-PE合金起到增容的作用。由于EPDM具備的兩種主要鏈節分別與PP和UHMW-PE相同，因而與兩種材料都有比較好的親合力，共混時容易分散在兩相界面上。EPDM對復合共晶起到插入、分割和細化的作用，這對提高材料的韌性是有益的，能大幅度地提高缺口沖擊強度。
另外，UHMW-PE也可與橡膠形成合金，獲得比純橡膠優良的力學性能，如耐摩擦性、拉伸強度和斷裂伸長率等。其中，橡膠是在混合過程中于UHMW-PE的軟化點以上進行硫化的。
5.復合化
UHMW-PE可與各種橡膠(或橡塑合金)硫化復合制成改性PE片材，這些片材可進一步與金屬板材制成復合材料。除此之外，UHMW-PE還可復合在塑料表面以提高耐沖擊性。
