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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种应用前景良好的热塑性工程塑料,具有很多优良特性,如耐磨性和抗冲击性能异常优越、摩擦系数低、耐化学腐蚀、自润滑等,但与其它工程塑料相比,存在耐温性能差、表面硬度低等缺陷,极大限制了它在某些领域的应用;如何提高UHMWPE的强度和耐热性能,扩大其市场覆盖率成为目前的研究热点。改性技术是通过物理和机械的方法在基体塑料中加入无机或有机物质,实现材料性能的提高、成型加工性能的改善、材料成本的降低。本文通过无机填料填充法和γ射线辐照交联法对UHMWPE进行改性,改善其耐温性能、提高表面硬度,优化综合机械性能。此外,还研究模压成型中的模压压力和模压温度对UHMWPE性能的影响,并对模压成型试样和单螺杆挤出成型试样的性能进行对比,具体的研究内容与得到的结论如下:(1)研究不同无机填料对UHMWPE性能的影响:添加适量的针状硅灰石、超细白云母和有机纳米蒙脱土(OMMT)均可提高UHMWPE的拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性,其中以OMMT的效果最佳,超细白云母次之,而针状硅灰石的效果稍差,当OMMT的填充量为4%时,UHMWPE的拉伸强度提高了33.5%、磨损量降低了66.7%、摩擦系数降低了20.7%。当OMMT的含量为6%时,UHMWPE的表面硬度提高了14.3%、热变形温度提高了22℃。(2)采用γ射线对UHMWPE进行交联改性,研究了γ射线辐照剂量和辐照后处理对其性能的影响。结果表明,γ射线辐照交联可以提高其凝胶率、熔点、结晶度、拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性能。当辐照剂量为150kGy时,UHMWPE的热变形温度提高了40℃。但辐照交联降低了UHMWPE的塑性,使材料的拉伸断裂伸长率降低。重新熔融后处理可以进一步提高材料的凝胶率,改善其塑性,但材料的熔点、结晶度、表面硬度、拉伸强度和耐磨性有所降低。γ射线辐照-云母填充复合改性能够进一步提高复合材料的表面硬度和耐磨性能。(3)研究不同加工方法对UHMWPE性能的影响。模压压力和模压温度对UHMWPE性能有重要的影响,随着模压压力的增大,UHMWPE的熔点、结晶度和拉伸弹性模量均增大,拉伸断裂伸长率减小。随着模压温度的增大,UHMWPE的拉伸弹性模量和拉伸断裂伸长率减小。尽管模压成型和挤出成型的工艺条件不同,但通过这两种方法获得试样的拉伸性能相差不大。模压法成型试样的熔点高于挤出成型试样的熔点,而挤出成型试样的结晶度高于模压成型。