超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有优异的抗冲击、耐磨损和耐腐蚀等性能。然而UHMWPE初生颗粒中存在大量的链缠结,限制了分子链的取向、扩散和松弛行为,不但使UHMWPE的熔体黏度大,熔体加工异常困难,而且其力学性能也仅为理论值的1/3。究其原因,UHMWPE通常采用负载型催化剂在60℃以上的淤浆聚合工艺中生产,一方面,活性位点在载体表面随机分布、距离近,使近邻活性链发生缠结,另一方面,60℃以上的聚合反应温度,使链生长速率远大于链结晶速率,初生链段来不及结晶,发生链内交叠形成链缠结。现有研究只能通过增大活性位点间距,抑制分子链间缠结的形成,链缠结的调控效果相对有限,制约了 UHMWPE加工性能和使用性能的提升。因此,获取在工业反应温度下调控链生长和链结晶相对速率的方法,抑制初生链段发生链内交叠,是有效降低初生态UHMWPE链缠结程度的重要研究方向。本工作从反应工程的角度出发,向乙烯淤浆聚合中引入3种惰性介质（氮气、氟硅油、液相丙烷）,通过惰性介质与活性聚乙烯颗粒的接触,阻隔反应物从溶剂到达聚乙烯颗粒表面的传质路径,间歇切断聚乙烯颗粒内活性中心处反应原料的供应,抑制链生长过程,为初生链段的结晶赢得时间,以期在工业反应温度下（＞60℃）构建链结晶速率大于链生长速率的环境,用于调控初生态UHMWPE的链缠结结构。（1）研究了氮气和氟硅油对乙烯气液平衡状态和气液传质过程的影响,考察了氮气微气泡和氟硅油微液滴与聚乙烯颗粒的接触行为,为后续分析微气泡和微液滴对乙烯聚合的影响机制提供依据。气液平衡模拟研究发现,氮气和乙烯在气液相中的分配系数不随氮气/乙烯比例发生改变,说明氮气不影响乙烯在庚烷中的气液平衡状态。测定了氮气气泡存在下的乙烯溶解吸收动力学,发现,氮气大气泡（7551±998μm）和氮气微气泡（543±198μm）体系的乙烯溶解速率曲线几乎重叠,说明氮气气泡尺寸不会影响乙烯的气液传质过程。通过氮气气泡-聚乙烯颗粒接触过程的可视化分析,发现,微气泡-颗粒的接触时间（～10-3s）与大气泡体系相当,但是微气泡-颗粒接触的间隔时间（～10-3 s）却要高一个数量级,说明氮气微气泡与聚乙烯颗粒的接触频率更高。纯庚烷体系和氟硅油-庚烷体系的乙烯溶解吸收动力学曲线几乎重叠,说明氟硅油不影响乙烯在庚烷中的溶解度和气液传质过程。在机械剪切作用下（300-1000 rad/min）,氟硅油以微液滴（300-80μm）的形式分散在庚烷中。氟硅油微液滴与聚乙烯颗粒接触的停留时间（～10-2 s）比氮气微气泡与聚乙烯颗粒接触的停留时间（～10-3 s）高一个数量级,但是这两个体系的间隔时间数值相近、数量级均为～10-3 s,说明氟硅油微液滴也能与聚乙烯颗粒进行较高频率的接触。（2）研究了氮气微气泡对乙烯聚合与链缠结程度的影响机制,考察了链缠结程度对产品力学性能的影响规律,并在扬子石化300L反应釜中完成了氮气微气泡乙烯聚合中试试验。红外热成像温度分布结果表明,聚合过程中,氮气微气泡区域的平均温度（57.4℃）比无气泡区域低0.5℃,说明氮气微气泡可以降低聚合反应速率。随着氮气流量（200-600 mL/min）增加,氮气微气泡调控的乙烯聚合产物的链缠结程度逐渐降低;随着聚合时间（0.5-2 h）延长,聚合产物的链缠结程度均能维持在较低的水平;随着反应温度（60-85℃）升高,聚合产品的链缠结程度表现出较慢的线性上升的趋势。在其他反应条件相同时,相比氮气大气泡,氮气微气泡调控的乙烯聚合活性更小、聚合产物链缠结程度更低,说明氮气微气泡对乙烯聚合的调控作用更强。采用固体核磁分析聚合产物的聚集态结构,研究发现,相比氮气大气泡,氮气微气泡调控的聚合产物的单斜晶相含量更高且无定形相含量更低。基于上述结果,提出氮气微气泡调控链缠结结构的机制:氮气微气泡对活性聚乙烯颗粒具有“休眠”作用,即,氮气微气泡与聚乙烯颗粒接触,阻隔反应物的液固传质路径,间歇切断活性中心处反应原料的供应,链生长速率变小,为初生链段创造了亚稳态的结晶环境,分子链在该阶段排布形成为单斜晶相,进而降低了聚合产物的链缠结程度。与商业料相比,聚合产物的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和抗冲强度可以分别提升至 36.9 MPa（+16%）、366.5 MPa（+19%）、638.9%（+35%）和 111.1 KJ/m2（+48%）。在300 L反应釜中试试验中,氮气微气泡仍然能够发挥出其“休眠”效应,制备出低缠结高性能的UHMWPE。（3）考察了不同搅拌转速和反应温度下氟硅油微液滴对乙烯聚合的调控作用,并研究了链缠结程度和分子量对产品力学性能的影响规律。研究发现,氟硅油微液滴可以降低乙烯聚合活性和聚合产物的链缠结程度。强化机械剪切作用,降低微液滴的尺寸,聚合活性和聚合产物的链缠结程度进一步降低,这与氮气气泡体系的结果类似,说明氟硅油微液滴也能通过对活性聚乙烯颗粒的“休眠”作用,减小链生长速率,抑制链缠结的形成。此外,相比氮气微气泡,氟硅油调控的乙烯聚合活性更高（＞3倍）,然而氟硅油微液滴调控的聚合产物链缠结程度随活性增大而线性上升的速度要小一个数量级,说明氟硅油微液滴具有更强的降低链缠结程度的效果。原因在于,氟硅油微液滴分散性更好、在体系内的作用时间长且其与聚乙烯颗粒接触的停留时间（～10-2 s）比氮气微气泡-颗粒体系高一个数量级,强化了氟硅油微液滴的“休眠”作用。对于黏均分子量为250×104、350×104和650×104 g/mol的UHMWPE,其力学性能均随链缠结程度降低而显著提升。随着分子量升高,分子间作用力变大,UHMWPE的力学强度提升,但是当黏均分子量提升至650×104 g/mol时,严重限制了分子链的运动,烧结效率降低,力学强度显著下降;进一步降低链缠结程度,可以继续提高其力学性能,因此,对于极高分子量的UHMWPE,降低其初生态的链缠结程度是使其发挥出力学强度优势的重要手段之一。（4）采用丙烷作为惰性介质,将低温高压（大于反应器压力）的液相丙烷通入到高温反应器中,闪蒸产生惰性气泡,对丙烷气泡在乙烯聚合反应中的调控作用进行了探索性研究。研究发现,在工业反应温度下（70℃）,丙烷气泡调控的乙烯聚合也能制备出低缠结高性能的UHMWPE。在相同反应条件下,相比氮气微气泡,丙烷气泡调控的乙烯聚合能够以更高的聚合活性制备出链缠结程度更低的聚合产物,说明液相丙烷闪蒸发生气泡具有更好的调控链缠结结构的效果。原因在于,液相丙烷闪蒸发生气泡,一方面丙烷气泡也能通过对聚乙烯颗粒的“休眠”作用,抑制链生长过程,为初生链段的结晶赢得时间;另一方面,丙烷闪蒸吸热降低了周围环境的温度,进一步提高了链结晶速率,强化了丙烷气泡对聚合产物链缠结程度的调控作用。