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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为一种性能优异的工程塑料,其使用范围相当广泛,但也存在一定的局限性,如耐热性、耐磨粒磨损性能较差。本文分别用无机填料玻璃微珠和氮化硼(BN)对UHMWPE进行了填充改性,及通过硅烷偶联剂KH-560对UHMWPE进行交联改性,研究了玻璃微珠／UHMWPE、BN/UHMWPE和交联UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能。1.采用热压成型工艺制备了偶联玻璃微珠填充的UHMWPE复合材料,通过万能材料试验机、洛氏硬度计考察了玻璃微珠含量对复合材料力学性能、硬度的影响,对复合材料进行了XRD、DSC、TMA测试分析,通过热变形、维卡温度测定仪考察了玻璃微珠含量对复合材料维卡软化温度的影响,通过高速环块磨损试验机和自制砂浆磨损水浴实验装置考察了玻璃微珠含量对复合材料耐摩擦磨损性能的影响,通过扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理。结果表明：偶联玻璃微珠在UHMWPE体系中起填充增强作用,能有效提高复合材料的硬度、维卡软化温度、熔点和玻璃化转变温度,从而降低材料的摩擦系数与磨耗。维卡软化温度最多能提高12.5%,而磨损质量最多能降低62%,玻璃微珠含量在5-20%之间效果明显,材料的力学性能随玻璃微珠的含量增加而有所下降。2.采用热压成型工艺制备了偶联BN填充的UHMWPE复合材料,通过万能材料试验机考察了BN含量对复合材料力学性能的影响,通过热变形、维卡温度测定仪、DSC和TMA对复合材料的热学性能进行研究,对复合材料进行了XRD分析,通过高速环块磨损试验机和自制砂浆磨损水浴装置考察了BN含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,通过3D激光共聚焦显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理。结果表明：少量BN在UHMWPE基体中起填充增强作用,能有效提高复合材料的拉伸强度和结晶度,降低材料的摩擦系数与磨耗,但对维卡软化温度、熔点、玻璃化转变温度等影响不大。BN含量为1%时复合材料的综合性能最佳,磨损质量与纯UHMWPE相比降低了84%,摩擦系数与纯UHMWPE接近。3.采用热压成型工艺制备了硅烷偶联剂KH-560交联的UHMWPE复合材料,通过FT-IR、XRD测试分析了KH-560交联的可行性,并测定了不同含量KH-560与UHMWPE凝胶率的关系,通过万能材料试验机考察了KH-560含量对复合材料力学性能的影响,通过热变形、维卡温度测定仪对复合材料的热学性能进行了研究,通过高速环块磨损试验机和自制砂浆磨损水浴装置考察了KH-560含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,通过3D激光共聚焦显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理。结果表明：KH-560含量在0.5%-1%之间,UHMWPE的凝胶率基本达到饱和,当KH-560含量为0.5%时,复合材料有最大的拉伸强度和维卡软化温度,断裂伸长率也较高,此时复合材料的磨损量最低,与纯UHMWPE相比降低了约72%。本文通过物理填充和化学交联的方式研究了三种不同的UHMWPE复合材料,分别为玻璃微珠/UHMWPE、BN/UHMWPE和交联UHMWPE,发现改性得到的三种复合材料的磨耗均比纯的UHMWPE显著降低。其中玻璃微珠/UHMWPE复合材料有更高的维卡软化温度和硬度,BN/UHMWPE复合材料拉伸强度和结晶度得到明显提高,交联UHMWPE复合材料的凝胶率、拉伸强度有显著增加,这些都有助于UHMWPE材料在更大井深、更高地层温度的油井中使用。