超高分子量聚乙烯（ultrahigh-molecular-weight polyethylene,UHMWPE）具有优异的耐磨损性能、抗冲击性能和自润滑性能,其管件、滑轮等中空制件在工业管道运输和轻工机械等行业得到广泛应用。但UHMWPE极长的分子链易造成严重的分子缠结,使得熔体流动性极大降低,几乎没有一般聚合物所表现出的黏流态。使用传统聚合物成型装备加工UHMWPE不仅生产效率低、能耗大,而且制品性能受限,无法充分发挥其优异特性。因此,研发高质量UHMWPE中空制件高效成型方法及装备对其广泛应用具有重要意义。针对上述限制因素,本文提出了脉振模压成型UHMWPE中空制件的方法,采用自行研制的中空制件成型模具及脉振驱动装置,使UHMWPE初生态粒子在周期性变化的压力下经历致密化、烧结、冷却结晶等过程,实现高效地成型高质量的UHMWPE中空制件。本文完成了模具零部件与脉振驱动系统的设计,利用仿真软件校核了模具结构的稳定性,评估了温控流道设计的合理性,分析了液压机台的模态振型,为UHMWPE成型装备设计与工艺优化提供理论指导。本文利用脉振模压成型技术对分子量为470万的UHMWPE树脂进行加工,发现在远低于传统烧结条件下（210 oC,30 min）,仍可获得具有优异性能的中空制件。对比不同烧结温度下的脉振模压成型制品性能,结果表明:由于UHMWPE分子链松弛时间长,在较低的烧结温度（150 oC～165 oC）,较短的热压时间（10 min）条件下,可以一定程度上保留UHMWPE原料初生相的规整结构,使制品屈服强度提高,有效减少摩擦磨损过程中由于塑性变形引起的破坏,改善制品的耐磨性能;同时,在振动力场作用下,颗粒界面熔接强度得到提高。特别当烧结温度为155 oC时,平均磨损指数达到63%,轴向与环向拉伸强度分别为35 MPa和42 MPa,而155 oC静态成型制品的平均磨损指数为75%,轴向与环向拉伸强度分别为28 MPa和38 MPa。固定烧结温度,进一步研究在脉振模压成型不同阶段,频率对UHMWPE结构与性能的影响机理。结果表明:在致密化阶段施加振动可促进颗粒相互运动并诱导生热,提高致密化程度,空隙数量随频率的提高而减少,有效降低应力集中对拉伸性能的影响;在烧结阶段施加振动可促进颗粒界面处分子链运动扩散,由于分子链对不同振动频率的响应存在差异,DMA测试结果表明当频率0.2 Hz时,熔体的损耗因子最大,说明在此频率下链段的运动能力最强,相应频率振动有利于促进不同颗粒界面处分子链段的相互扩散,因此界面熔接强度随频率的提高呈现先上升后下降的趋势,在0.2 Hz达到最佳;在冷却结晶阶段施加振动有利于上侧熔体向下侧流动补缩,诱导大分子链沿环向流动取向,取向程度随频率的提高而增加,拉伸性能与耐磨性能均得到一定程度的改善。基于上述实验结果,本文选用固定的烧结工艺,研究不同分子量（470万、680万、750万）的UHMWPE对制品结构与性能的影响。结果表明:在155 oC的烧结温度下,通过施加振动可以使750万及以下分子量的UHMWPE颗粒界面的熔接强度提高至磨损过程中颗粒难以被剥离的程度,分子量越高,制品耐磨性能越好,但较高的分子量使得分子链运动能力下降,导致颗粒界面处熔接强度降低,拉伸性能有所下降。针对不同分子量的UHMWPE,还需进一步调节脉振工艺参数以优化制品性能。与传统聚合物加工成型装备相比,脉振模压成型技术可以高效地成型更高分子量的纯UHMWPE,充分发挥其优异特性。