馬來酸酐改性的聚乙烯

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。

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。

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，較短的加工時間和降低對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，除對普通成型機(jī)械進(jìn)行特殊設(shè)計外，還可對樹脂配方進(jìn)行改進(jìn):與其它樹脂共混或加入流動改性劑，使之能在普通擠出機(jī)和注塑機(jī)上成型加工，這就是2.2.2中介紹的潤滑擠出(注射)。

共混法改善超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的熔體流動性是最有效、最簡便和最實用的途徑。這方面的技術(shù)多見于專利文獻(xiàn)。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，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)樹脂就會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。

(1)與低、中分子量PE共混

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)與分子量低的LDPE(分子量1，000~20，000，以5，000~12，000為最佳)共混可使其成型加工性獲得顯著改善，但同時會使拉伸強(qiáng)度、撓曲彈性等力學(xué)性能有所下降。HDPE也能顯著改善超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的加工流動性，但也會引起沖擊強(qiáng)度、耐摩擦等性能的下降。為使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)共混體系的力學(xué)性能維持在一較高水平，一個有效的補(bǔ)償辦法是加入PE成核劑，如苯甲酸、苯甲酸鹽、硬脂酸鹽、己二酸鹽等，可以借PE結(jié)晶度的提高，球晶尺寸的微細(xì)均化而起到強(qiáng)化作用，從而有效阻止機(jī)械性能的下降。有專利指出，在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)/HDPE共混體系中加入很少量的細(xì)小的成核劑硅灰石(其粒徑尺寸范圍5nm~50nm，表面積100m2/g~400m2/g)，可很好地補(bǔ)償機(jī)械性能的降低。

(2)共混形態(tài)

超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的化學(xué)結(jié)構(gòu)雖然與其它品種的PE相近，但在一般的熔混設(shè)備和條件下，它們的共混物都難以形成均勻的形態(tài)，這可能與組份之間粘度相差懸殊有關(guān)。采用普通單螺桿混煉得到的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)/LDPE共混物，兩組份各自結(jié)晶，不能形成共晶，超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)基本上以填料形式分散于LDPE基體中。熔體長時間處理和使用雙輥煉塑機(jī)混煉，兩組份之間作用有所加強(qiáng)，性能亦有進(jìn)一步的改善，不過仍不能形成共晶的形態(tài)。

Vadhar發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用兩步共混法，即先在高溫下將超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)熔融，再降到較低溫度下加入LLDPE進(jìn)行共混，可獲得形成共晶的共混物。Vadher用溶液共混法也得到了能形成共晶的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)/LLDPE共混物。

(3)共混物的力學(xué)強(qiáng)度

對于未加成核劑的超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)/PE體系，其在冷卻過程中會形成較大的球晶，球晶之間存在著明顯的界面，而在這些界面上存在著由分子鏈排布不同引起的內(nèi)應(yīng)力，由此會導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生，所以與基體聚合物相比，共混物的拉伸強(qiáng)度常常有所下降。當(dāng)受到外力沖擊時裂紋會很快地沿球晶界面發(fā)展而導(dǎo)致最后的破碎，因此又引起沖擊強(qiáng)度的下降。

流動改進(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性。

用于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的流動改進(jìn)劑主要是指脂肪族碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。其中脂肪族碳?xì)浠衔镉?碳原子數(shù)在22以上的n-鏈烷烴及以其作主成分的低級烷烴混合物;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個或1個以上(最好為1個或2個)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。

我國制備了一種有效的流動劑(MS2)，添加少量(0.6%~0.8%)就能顯著改善超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的流動性，使其熔點(diǎn)下降達(dá)10℃之多，能在普通注塑機(jī)上注塑成型，而且拉伸強(qiáng)度僅有少許降低。

另外，用苯乙烯及其衍生物改性超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)，除可改善加工性能使制品易于擠出外，還可保持超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)優(yōu)良的耐摩擦性和耐化學(xué)腐蝕性;1，1-二苯基乙炔、苯乙烯衍生物、四氫化萘皆可使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)獲得優(yōu)良的加工性能，同時使材料具有較高的沖擊強(qiáng)度和耐磨損性。

(1)LDPE:低密度聚乙烯、高壓聚乙烯

(2)LLDPE:線形低密度聚乙烯

(3)MDPE:中密度聚乙烯、雙峰樹脂

(4)HDPE:高密度聚乙烯、低壓聚乙烯

(5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯

(6)改性聚乙烯:CPE、交聯(lián)聚乙烯(PEX)

(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環(huán)烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、EMAA、EEA、EMA、EMMA、EMAH)

分子量達(dá)到3，000，000-6，000，000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強(qiáng)度非常高，可以用來做防彈衣。