公告：
高分子量聚乙烯（UHMWPE）的加工一直是一个世界性难题。采用聚丙烯（PP）改性UHMWPE可显著提高UHMWPE的加工性能并保持较好的力学性能，因而UHMWPE/PP共混体系的研究受到广泛关注。
高分子量聚乙烯(UHMWPE)是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，具有超强的耐磨性、自润滑性，强度比较高、化学性质稳定、抗老化性能强。由于UHMWPE具有较大的分子量和较长的分子链，在加工的时候能够有效地将应力传递到整个聚合物骨架上，从而使得UHMWPE比常规聚乙烯具有更高的冲击强度。
虽然UHMWPE具有优异的性能, 但由于UHMWPE流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。
UHMWPE加工困难主要表现：
流动性极差，其熔体指数几乎为零，其熔体呈橡胶状的高弹态；
摩擦系数小，具有自润滑性，在螺杆中容易出现打滑、料塞，难以喂料；
临界剪切速率低，加工过程中容易出现产生熔体破裂现象；
成型温度范围窄，成型周期长，易氧化降解。
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随着“以塑代钢”的理念不断深入，聚合物在工业领域的应用越来越广。聚合物共混的研究越来越受到人们的广泛关注。因为共混可以弥补单一聚合物体系所缺乏的性能，获得性能更为优异的材料，这也比从合成到最终产品具有更快、更便宜的优点。
聚丙烯（PP）具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，不仅价廉易得，而且具有较好的流动性能。
因此，将PP与UHMWPE进行熔融共混可以有效改善UHMWPE加工性能。
01
相态结构
UHMWPE/PP共混体系的相态结构与其性能密切关联，主要受到共混的组分和共混工艺条件的影响。随着PP含量的增加，UHMWPE/PP共混物中UHMWPE分子的端到端距离逐渐减小，说明UHMWPE颗粒的直径随PP含量的增加而减小。
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加工流场也是影响共混物相形态的关键因素，特别是对于UHMWPE/PP黏度比相差极大的共混体系，近年来发展的新型加工方法表明拉伸流场的作用优于剪切流场。临界毛细管系数越小，分散相越容易发生破碎、细化。在剪切流场作用下，当共混粘度比极小和极大的情况时，Cacrit值变大，分散相液滴不易破碎；只有在粘度比相近时，Cacrit值才为最小值。而在拉伸流场作用下，Cacrit值明显小于剪切流场。因此，采用拉伸流场可以实现PP在UHMWPE基体中较为均匀分散。
剪切流场和拉伸流场下临界毛细管系数（Cacrit）和粘度比的关系
在拉伸流场作用下，PP熔体液滴能够更有效地破碎，尺寸更小，形成有效的润滑相，降低体系的储存模量和粘度。
02
流动性能
UHMWPE具有极高的熔体黏度，是限制UHMWPE加工成型的一个核心问题。提高UHMWPE的熔体流动速率是改善UHMWPE加工性能的一个重要方向。
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加入PP可以有效地提高UHMWPE的流动性，其MFR随PP含量的增加几乎呈线性增加。但仅加入体积分数为5%的聚丙烯，流速几乎无法检测；当PP的含量增加到25%时，MFR增加到0.66g/10min。
随着PP添加量的增加，UHMWPE的粘度显着降低，且无论温度如何，粘度函数都遵循幂律行为。
PP的流动性越好，对UHMWPE的加工流变性的改善越好。
因此，可以通过选用流动性更好的PP来降低UHMWPE的熔体粘度，改善UHMWPE的加工性能。
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因为UHMWPE和PP的混溶性较差，在挤出的的过程中，熔融的PP不会渗透到UHMWPE熔体中，而是附着在UHMWPE外面，从而增加了UHMWPE对筒壁的粘性和摩擦力。而与螺杆接触的内部主要是UHMWPE，摩擦系数小，有利于物料的输送。
从微观结构上分析发现PP破坏了UHMWPE完整的链缠结网络，有效地减小了UHMWPE分子链的缠结密度，减小熔体粘度。
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添加少量的PEG能够使UHMWPE/PP的熔体粘度，提高流动性能显著降低。PEG/玻璃微珠复合能够进一步降低UHMWPE/PP/PEG的熔体粘度。
03
力学性能
尽管PP能够降低UHMWPE的熔体粘度，但UHMWPE/PP是不相容体系，这会导致界面的形成，使两种聚合物之间的界面附着力减弱，进而产品的力学性能会受到影响。
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将PP与UHMWPE进行单螺杆熔融共混可以提高 UHMWPE的冲击强度和拉伸强度，但随之而来的是断裂伸长率的降低。
虽然可以通过增加PP的含量或选用流动性更好的PP来改善UHMWPE的流动性能，但是PP的含量过多时或采用流动性更好的PP会明显恶化UHMWPE的力学性能，特别是冲击韧性。
采用十氢萘作为溶剂，利用溶液共混、浇筑成型的方法制得的UHMWPE/PP共混物的拉伸强度和断裂伸长率均随着 PP含量的增加而降低。
十氢萘
采用柱塞挤出的方法也同样表明添加PP降低了UHMWPE的拉伸强度和断裂伸长率。
为了提高UHMWPE/PP的相容性，在UHMWPE/均聚聚丙烯（PP-H）体系中添加嵌段共聚聚丙烯（EPS30R），结果表明EPS30R可以提高UHMWPE/PP-H的力学性能。
UHMWPE的分子量越高，PP与UHMWPE的相容性越差，不利于UHMWPE力学性能的维持。
04
耐磨性能
PP的耐磨性远不如UHMWPE的耐磨性，一般认为会降低UHMWPE的耐磨性能。然而，许多关于PP对UHMWPE 耐磨性能影响的研究发现事实并非如此。
PP的加入能够降低UHMWPE的磨痕宽度和摩擦系数，显著提高了UHMWPE的耐磨性能。
在添加适量的PP基础上再添加0.5wt% Cu粉和交联聚丙烯(PP-X)可进一步提高UHMWPE/PP的耐磨性能，并且降低摩擦系数。
在低速下(200rpm)，当PEG含量在0-2phr时，共混物的摩擦系数和磨痕宽度随PEG含量的增加而减小；
在高速度下(400rpm)，只有当PEG含量小于1phr时，加入PEG才能改善UHMWPE/PP共混物的耐磨性能。