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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)表现出许多优异的性能,比如较小的摩擦系数、极强的抗冲击性、以及卫生性、生物相容性、耐低温性等优点。然而,由于UHMWPE极低的电导率,其产品在成型阶段以及运输、使用过程中特别容易产生并且积累静电,给成型过程、产品外观带来不利影响,甚至带来爆炸,火灾。所以,将应用于这些场合的UHMWPE进行抗静电改性显得尤其重要和迫切。首先,本文选择导电性能优异的多壁碳纳米管(MWCNT)和石墨烯纳米片(GNS)作为UHMWPE抗静电改性的导电填料,制备了 UHMWPE导电复合材料。实验发现,该制备方法仅需要很少的MWCNT或GNS的填充量(0.5wt%),就能达到材料的渗流阈值φc,实现了 UHMWPE的抗静电改性。同时发现GNS在UHMWPE基体中团聚明显,造成UHMWPE/GNS冲击性能和拉伸性能下降;相反,MWCNT在UHMWPE基体中分散性较好,UHMWPE/MWCNT冲击性能提高30.1%,拉伸性能提高23.5%。其次,在实现UHMWPE抗静电的基础上,为进一步提高UHMWPE复合材料的力学性能,我们对MWCNT进行表面改性。一方面,减弱了 MWCNT彼此间的吸附能力,降低了 MWCNT团聚的可能性,提高了其在UHMWPE基体中的分散性;另一方面,MWCNT表面硬脂胺功能化后,MWCNT与UHMWPE之间界面结合力增强,有利于外界作用力在MWCNT与UHMWPE间的传递。实验结果证实,相同填料添加量下(0.5 wt%),UHMWPE/MWCNT-ODA材料的力学性能进一步提高,冲击强度较UHMWPE提高了 42.1%,拉伸性能较UHMWPE提高21.5%。最后,本文考察了 UHMWPE及填充UHMWPE体系的流变性能。实验发现:温度和频率会影响线性粘弹区范围。UHMWPE分子量越大,其复数粘度就越大,同时储能模量也越大,体系表现出更大的弹性;随测试温度的提高,UHMWPE的复数粘度和储能模量G’有所下降,且UHMWPE的损耗系数tanδ峰值有向高频移动的趋势,整个体系的粘性有所提高;另外,MWCNT的添加使UHMWPE复合体系的初始储能模量G’得到提高,但是却阻碍了 UHMWPE分子链从非完全缠结态向完全缠结的热力学平衡态转变的过程,降低了 UHMWPE储能模量G’在热作用下的增加幅度;通过考察表面改性的MWCNT对UHMWPE填充体系流变性能的影响,我们得到:对填料表面进行适当改性是一种改善UHMWPE填充复合体系加工流变性能的有效方法。