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本文在查阅了大量国内外有关超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性文献资料的基础上,采用填料物理改性和DCP化学交联改性两种手段,得到了耐热性能较好的UHMWPE复合材料,同时,降低了复合材料的摩擦系数和磨损率,扩大了改性UHMWPE的应用领域。 本文首先对填料进行了改性处理,研究了填料填充UHMWPE复合材料的力学性能。实验表明:硅烷偶联剂和大分子偶联剂配制的复合偶联剂能改善填料与UHMWPE的界面粘接,经过复合偶联剂处理的复合材料的力学性能较单独使用偶联剂的复合材料高。 对于填充体系,系统研究了玻璃微珠、高岭土、四针状ZnO晶须三种填料改性UHMWPE,对其拉伸屈服强度、热变形温度、摩擦系数和磨损率等进行了测定。采用扫描电镜(SEM)观察了磨损以后的样品表面,分析了摩擦磨损机理。同时在单独使用填料的基础上,研究了玻璃微珠/四针状ZnO晶须和高岭土/四针状ZnO晶须两个体系复合填料填充UHMWPE。实验结果表明研究,复合填充具有明显的协同效应,可以有效优化力学性能和摩擦磨损性能,6%四针状ZnO晶须和3%高岭土复合填充体系的摩擦磨损性能最优化。SEM证明了这种协同效应的存在,磨粒磨损和疲劳磨损同时存在并且相互限制。 过氧化物DCP交联UHMWPE体系中,采用了溶剂法分散和低DCP含量交联的实验方案。通过凝胶率和结晶度的测定,表明这种实验方案对于UHMWPE的交联改性具有较好的效果。在0.2～0.4%DCP含量时,具有较好的综合性能。交联UHMWPE分子间的作用力增加是性能提高的主要原因。虽然单独采用填充和交联都可以提高UHMWPE改性材料的性能,但是,采用填充交联并用体系时,由于交联作用被限制在较小的范围内,协同效果不明显,交联填充并用体系的实验结果更接近填充体系。