超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)，是分子量150萬以上的無支鏈的線性聚乙烯。分子式：—(—CH2-CH2—)—n—，密度：0.920～0.964g/cm3。熱變形溫度(0.46MPa)85℃，熔點(diǎn)130～136℃。

成型加工

由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pa*s，流動(dòng)性極差，其熔體指數(shù)幾乎為零，所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展，通過對(duì)普通加工設(shè)備的改造，已使超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）由最初的壓制-燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型。

改性
與其它工程塑料相比，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）具有表面硬度和熱變形溫度低、彎曲強(qiáng)度以及蠕變性能較差等缺點(diǎn)。這是由于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的分子結(jié)構(gòu)和分子聚集形態(tài)造成的，可通過填充和交聯(lián)的方法加以改善。

1.填充

采用玻璃微珠、玻璃纖維、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二鋁、二硫化鉬、炭黑等對(duì)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）進(jìn)行填充改性，可使表面硬度、剛度、蠕變性、彎曲強(qiáng)度、熱變形溫度得以較好地改善。用偶聯(lián)劑處理后，效果更加明顯。如填充處理后的玻璃微珠，可使熱變形溫度提高30℃。

玻璃微珠、玻璃纖維、云母、滑石粉等可提高硬度、剛度和耐溫性；二硫化鉬、硅油和專用蠟可降低摩擦因數(shù)，從而進(jìn)一步提高自潤滑性；炭黑或金屬粉可提高抗靜電性和導(dǎo)電性以及傳熱性等。但是，填料改性后沖擊強(qiáng)度略有下降，若將含量控制在40%以內(nèi)，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）仍有相當(dāng)高的沖擊強(qiáng)度。

• 加工

超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）樹脂的分子鏈較長，易受剪切力作用發(fā)生斷裂，或受熱發(fā)生降解。因此，較低的加工溫度，較短的加工時(shí)間和降低對(duì)它的剪切是非常必要的。

為了解決超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的加工問題，除對(duì)普通成型機(jī)械進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)外，還可對(duì)樹脂配方進(jìn)行改進(jìn)：與其它樹脂共混或加入流動(dòng)改性劑，使之能在普通擠出機(jī)和注塑機(jī)上成型加工。

• 共混

共混法改善超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的熔體流動(dòng)性是最有效、最簡便和最實(shí)用的途徑。共混所用的第二組份主要是指低熔點(diǎn)、低粘度樹脂，有LDPE、HDPE、PP、聚酯等，其中使用較多的是中分子量PE(分子量40萬～60萬)和低分子量PE(分子量<40萬)。當(dāng)共混體系被加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）樹脂就會(huì)懸浮在第二組份樹脂的液相中，形成可擠出、可注射的懸浮體物料。

• 流動(dòng)

流動(dòng)改進(jìn)劑促進(jìn)了長鏈分子的解纏，并在大分子之間起潤滑作用，改變了大分子鏈間的能量傳遞，從而使得鏈段位移變得容易，改善了聚合物的流動(dòng)性。

用于超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的流動(dòng)改進(jìn)劑主要是指脂肪族碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩Ｆ渲兄咀逄細(xì)浠衔镉校禾荚訑?shù)在22以上的n-鏈烷烴及以其作主成分的低級(jí)烷烴混合物；石油分裂精制得到的石蠟等。其衍生物是指末端含有脂肪族烴基、內(nèi)部含有1個(gè)或1個(gè)以上(最好為1個(gè)或2個(gè))羧基、羥基、酯基、羰基、氮基甲酰基、巰基等官能團(tuán)；碳原子數(shù)大于8(最好為12～50)并且分子量為130～2000(以200～800為最佳)的脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪醛、脂肪酮、脂肪族酰胺、脂肪硫醇等。舉例來說，脂肪酸有：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬酯酸、油酸等。

2.交聯(lián)

交聯(lián)是為了改善形態(tài)穩(wěn)定性、耐蠕變性及環(huán)境應(yīng)力開裂性。通過交聯(lián)，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的結(jié)晶度下降，被掩蓋的韌性復(fù)又表現(xiàn)出來。交聯(lián)可分為化學(xué)交聯(lián)和輻射交聯(lián)。化學(xué)交聯(lián)是在超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）中加入適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑后，在熔融過程中發(fā)生交聯(lián)。輻射交聯(lián)是采用電子射線或γ射線直接對(duì)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）制品進(jìn)行照射使分子發(fā)生交聯(lián)。超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）的化學(xué)交聯(lián)又分為過氧化物交聯(lián)和偶聯(lián)劑交聯(lián)。

應(yīng)用情況

由于超高分子量聚乙烯有眾多的優(yōu)異特性，它在高性能纖維市場上，包括從海上油田的系泊繩到高性能輕質(zhì)復(fù)合材料方面均顯示出極大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和航空、航天、海域防御裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1.超高分子量聚乙烯可打造裝煤、石灰、水泥、礦粉、鹽、谷物等等粉狀文件的拖斗、料倉、滑槽的襯里，因?yàn)樗嬖趦?yōu)良的自潤滑性、不粘性，可使上述粉狀文件對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施不發(fā)生粘附景象，保障穩(wěn)固保薦。

2.超高分子量聚乙烯用來流砂等的液體保薦管道，與其他管道相比突出性能表現(xiàn)在：與竹管相比壽數(shù)提高18倍，利息降至1/25，與錦綸管相比壽數(shù)提高3倍，利息降至1/8。在保薦時(shí)，管內(nèi)屏障比非金屬管小25%，大大提高了保薦頻率。

3.在滑槽、鏟斗和礦石艙室的內(nèi)襯等范圍，用傳統(tǒng)非金屬文件時(shí)，遇到寒冷潮濕天氣，物品就會(huì)解凍在非金屬上，而采納高分子聚乙烯板材則決不會(huì)，從而大大縮小了卸貨成本。在散裝車船的自卸漏子上內(nèi)襯一層高分子聚乙烯板材后，勻稱卸貨工夫由本來的16～20h縮小到8h。

4.在國防軍需裝備方面，由于其耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等。

5.在航天工程中，由于其輕質(zhì)高強(qiáng)和抗沖擊性能好，適用于各種飛機(jī)的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機(jī)等。同時(shí)也可以用作航天飛機(jī)著陸的減速降落傘和飛機(jī)上懸吊重物的繩索，取代了傳統(tǒng)的鋼纜繩和合成纖維繩索，其發(fā)展速度異常迅速。

6.在民用領(lǐng)域，制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級(jí)油輪、海洋操作平臺(tái)、燈塔等的固定錨繩，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強(qiáng)度降低和斷裂，需經(jīng)常進(jìn)行更換的問題。

7.在工業(yè)應(yīng)用中，可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等;建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強(qiáng)水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。由于其具有優(yōu)良的耐磨性、耐沖擊性，它在機(jī)械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。

8.在體育用品上已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機(jī)零部件等，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)材料。

9.在醫(yī)學(xué)方面，用于牙托材料、醫(yī)用移植物和整形縫合等領(lǐng)域，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性，不會(huì)引起過敏，已作臨床應(yīng)用。還用于醫(yī)用手套和其他醫(yī)療措施等方面。