一、纳米改性UHMWPE复合材料

(一）单相纳米材料填充改性UHMWPE

单相纳米粒子填充改性 UHMWPE制备复合材料，是通过表面活性剂改性纳米粒子填充UHMWPE制备纳米/超高分子量聚乙烯复合材料来改善聚合物的性能。诸多专家学者在单相纳米材料填充改性超高分子量聚乙烯方面做了相当充分的研究，且大多以无机纳米材料填充聚合物为主。单相填充UHMWPE的无机纳米粒子主要有Al203,ZnO、SiO2、TiO2、ZrO2、纳米蒙脱土 (nano-MMT）.纳米羟基磷灰石（HA).碳系纳米材料（石墨烯纳米片（GNS）.氧化石墨烯（GO）、多壁碳纳米管(MWCNT)、碳纳米纤维(CNF))等，采用单相纳米材料填充UHMWPE制备复合材料有效改善了聚合物的摩擦性能、力学性能、生物性、耐热性和导电性等。

(二）多相纳米材料填充改性UHMWPE

多相纳米粒子改性超高分子量聚乙烯是通过填充不同的纳米材料进行UHMWPE的改性。单相纳米材料填充改性后提高了聚合物的某些性能，但不一定能完全改善材料的其它应用缺陷，所以采用多相纳米粒子填充UHMWPE，通过纳米材料的协同作用来提高聚合物的综合性能。雷毅等采用纳米zn0和 SiO2共混填充改性UHMWPE，并研究了复合材料的摩擦磨损行为，对比发现纳米ZnO和Sio2具有明显的协同效应。张炜等采用表面改性纳米炭黑及纳米级 Mg (OH）2、硼酸锌纳米TiO2等作为阻燃剂制备了抗静电无卤阻燃型纳米/UHMWPE复合材料，既改善了超高分子量聚乙烯的热性能和抗静电性能，又提高了其阻燃性能。

二、纳米改性 UHMWPE复合材料的性能

(一）力学性能

由于UHMWPE的硬度低，耐冲击性能较差，限制了其在很多领域的应用，所以需对UHMWPE进行增强改性提高力学性能以满足其在工程应用中的需求。MaTian等通过偶联剂改性 wS2填充UHMWPE制备复合纤维，显著提高了复合材料的抗冲击性，在添加量为4%(质量分数）时抗拉伸性能提高了10%。

Jin Tong 等通过添加10%(质量分数）表面改性后的硅灰石纤维填充UHMWPE，最大程度地提高了复合材料的拉伸性能和抗冲击性。Chen Yuanfeng 等[7]通过液相超声分散Go与UHMWPE共混制备了GO/UHMWPE复合材料，当添加量为0.5%（质量分数）时，复合材料的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率等均比 UHMWPE有不同程度的提升。stuerzel Markus 等采用原位聚合法制备功能化石墨烯/超高分子量聚乙烯（FG/UHMWPE）纳米复合材料，当添加量为1.0%(质量分数）时复合材料的硬度、断裂伸长率和成核结晶度均得到不同程度的提高。

Wood Weston」等通过优化液体石蜡辅助熔混工艺制备CNFs/UHMWPE复合材料，结果显示CNFs的添加在提高复合材料硬度的同时，还使复合材料保持了纯 UHMWPE的韧性和延展性。Senatov FS等采用机械活化的纳米Al2o3填充UHMWPE，考察了纳米复合材料的力学性能，当添加量为3.0%(质量分数）时，复合材料的极限应力增大了38%，杨氏模量和硬度分别提高了1.58倍和1倍，复合材料的屈服强度和断裂伸长率也得到不同程度的提高，力学性能的改善得益于较大比表面积且形状不规则的纳米颗粒与聚合物的接触面积更大，从而增强了两者之间的附着力。

(二）电学性能

聚合物具有比较高的介电常数，良好的绝缘性能，通过导电纳米材料对其改性能显著提高导电性能。

GaoJiefeng 等通过液相法将MWCNTs 负载至UHMWPE粉末颗粒表面形成二维导电网络，使超高分子量聚乙烯电阻率明显降低，且其渗流阀值仅为0.072%(体积分数）。

HuHongliang等制备了石墨烯包覆UHMWPE的导电复合材料，石墨烯纳米片在聚合物基体中形成导电隔离网膜结构，在0.028%(体积分数）的低渗流阀值时表现出优异的导电性。狄莹莹等以水、乙醇和朋为混合媒介，通过超声分散方法并热压成型同样制备了具有隔离网状结构的GNS/UHM-WPE复合材料、MWCNTS/UHMWPE复合材料和MWC-NTs-GNS/UHMWPE复合材料，并对比分析了几种复合材料的导电性能以及力学性能。

结果表明: MWCNTs-GNS/UHMWPE和 GNS/UHMWPE复合材料均具有低至0.148%和0.059%（体积分数）的渗流阀值，当填料含量为1.0%（质量分数）时，MWCNTS/UHMWPE复合材料的导电率高于相同填料含量的GNS/UHMWPE复合材料;多相填料填充的复合材料 MWCNTs-GNS/UHMWPE的渗流阀值仅为0.039%(体积分数），表现出较高的导电性能，但随着填料含量的增加复合材料的力学性能有不同程度的降低。

(三）UHMWPE纤维增强复合材料的制备

经过本体改性的UHMWPE纤维，可以和基体树脂进行特异性结合。帝斯曼按照传统复合材料行业常规制备工艺，以经过改性的 UHMWPE纤维制成复合材料行业习惯使用的织物，与不同的基体树脂制成层板或三明治结构的复合材料。终端用户在不需要改变使用习惯和使用条件的情况下，使用帝斯曼提供的特种织物和配套的树脂体系，既可以和原有的玻纤或者碳纤体系结合使用，极大地提升复合材料制品在减重、增强、增韧、抗冲击等方面的优势。