趙鵬飛，張 軍

（南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省南京市 210009）

超高相對分子質(zhì)量聚乙烯的降解與穩(wěn)定研究進展

趙鵬飛，張 軍*

（南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇省南京市 210009）

綜述了超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）的熱氧降解、光氧降解機理，影響降解的因素及國內(nèi)外對提高其穩(wěn)定性的研究進展。微量氧氣引發(fā)的氧化循環(huán)可加速UHMWPE降解；氧氣壓力的增加及溫度的提高也會加劇UHMWPE的降解；相對分子質(zhì)量對UHMWPE的熱穩(wěn)定性影響不大。利用主輔抗氧劑發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，可有效防止UHMWPE降解；加入多壁碳納米管的UHMWPE具有較高的初始降解溫度和質(zhì)量損失速率最大時的溫度，且均隨著多壁碳納米管含量的增加而升高。

超高相對分子質(zhì)量聚乙烯 降解 穩(wěn)定 碳納米管

超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）具有耐磨性能好，摩擦系數(shù)低且能夠自潤滑，抗沖擊，能吸收震動沖擊，以及耐化學(xué)藥品腐蝕等優(yōu)點[1]。UHMWPE獨特的優(yōu)異性能使其在防彈衣、武器裝備、繩纜、特種管材、勞動保護品等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，UHMWPE的合成局限于淤漿聚合和氣相聚合，且淤漿聚合占大部分。催化劑影響UHMWPE的相對分子質(zhì)量及其分布、堆密度、結(jié)晶度和顆粒形態(tài)，是聚合的核心部分[2]。由于UHMWPE的相對分子質(zhì)量很大，分子鏈長，易發(fā)生纏結(jié)導(dǎo)致其黏度過大，熔體流動速率幾乎為0。熔體臨界剪切速率低，易發(fā)生熔體破裂，較難加工成型。近年來，隨著加工工藝與設(shè)備的技術(shù)進步，實現(xiàn)了采用擠出成型和注射成型制備UHMWPE。擠出成型和注射成型需要特殊結(jié)構(gòu)的擠出機和注塑機[3-4]，且成型溫度大都在250 ℃以上[5]，比普通聚乙烯（PE）的成型溫度高50～100 ℃。UHMWPE纖維不能采用熔融紡絲法制備，只能采用溶液紡絲法制備[6]。UHMWPE在加工和使用過程中會發(fā)生一定程度的降解，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變化和性能下降。本文針對UHMWPE成型加工特點，介紹了UHMWPE降解機理、影響降解的因素以及提高UHMWPE穩(wěn)定性的研究進展，以滿足UHMWPE制品的成型加工和實際使用需要。

1 UHMWPE降解機理

1.1 熱氧降解

UHMWPE的降解機理是受到光、熱或機械力的作用產(chǎn)生自由基，發(fā)生斷鏈反應(yīng)，在氧氣存在的情況下自由基與氧氣發(fā)生鏈?zhǔn)阶杂苫磻?yīng)，加速降解，即使微量氧氣也能起到加速降解的作用。UHMWPE的氧化過程和高密度聚乙烯（HDPE）十分相似，但UHMWPE分子鏈的移動性差導(dǎo)致了一定的差異[7]。Costa等[8]研究了UHMWPE大分子烷基自由基的氧化降解行為，他們將UHMWPE在空氣氣氛、室溫條件下進行超薄切片，得到厚度小于100 μm的試樣，使UHMWPE分子鏈斷鏈，成對地形成初級烷基自由基。Costa等[9]認(rèn)為，經(jīng)超薄切片后的UHMWPE熱氧化降解可以歸納為雙重機理：一是由機械降解產(chǎn)生初級烷基自由基，與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生初級過氧化物，并通過協(xié)同機理發(fā)生分解，生成酯化物和氫氣；二是UMMWPE分子鏈中的氫原子被未知來源的自由基奪取形成次級烷基自由基與氧氣反應(yīng)，引發(fā)氧化循環(huán)，導(dǎo)致氧化降解。前者并未涉及到自由基的產(chǎn)生和消失，對隨后的過程沒有產(chǎn)生影響，是一個獨立過程；后者在氧化過程中形成烷氧自由基的β斷鏈?zhǔn)墙到獾闹鲗?dǎo)過程，后一機理需要自由基引發(fā)，但自由基來源尚不清楚。次級氫過氧化物在降解過程中起重要作用，它分解后形成的烷氧自由基既可以發(fā)生β斷鏈成為斷鏈點，又可誘發(fā)產(chǎn)生新的烷基自由基。Costa等[10]發(fā)現(xiàn)，氫過氧化物在室溫條件下是穩(wěn)定的，溫度超過80 ℃開始分解。Costa等[10]還認(rèn)為，氫過氧化物分解產(chǎn)生的自由基可以奪取其他UHMWPE分子鏈上的氫，從而生成新的烷基自由基，這一行為加速了氧化，與提高溫度具有相同的作用；氫過氧化物分解產(chǎn)生酮的反應(yīng)不會加速氧化，不會引起分子鏈的進一步斷鏈，對UHMWPE的力學(xué)性能影響較小[7]。

1.2 光氧降解

UHMWPE中的C—C不會吸收波長大于190 nm的光，到達地面的紫外光波長最短為290 nm，理論上，UHMWPE在自然光照射條件下應(yīng)穩(wěn)定、不發(fā)生降解；但由于聚合物中含有雜質(zhì)，尤其在熱處理過程中，引入了諸如羰基、氫過氧化物和金屬雜質(zhì)等發(fā)色基團，可吸收波長為270～330 nm的光[11]。聚合物中的發(fā)色基團吸收光能后處于不穩(wěn)定狀態(tài)，通過光物理過程釋放能量，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蛞l(fā)電子、原子、分子的振動，剩余的能量引發(fā)光化學(xué)過程使聚合物解離。因此，在制備可光氧降解的PE時，常將PE與少量含羰基單體（如一氧化碳、甲基乙烯基酮、甲基異丙烯基酮等）共聚合，使PE能吸收到達地面的光能而降解。

Costa等[9]研究了UHMWPE的光氧降解，并與熱氧降解進行了對比，得到了類似的機理。通過測定生成物發(fā)現(xiàn)，光氧降解比熱氧降解產(chǎn)生了更多的不飽和乙烯基和羧酸，他們認(rèn)為這是因為光氧化過程中酮的NorrishⅠ反應(yīng)[見式（1）]和NorrishⅡ反應(yīng)[見式（2）]導(dǎo)致的，并且在光氧降解中起主導(dǎo)作用。

含羰基UHMWPE的斷鏈按NorrishⅠ和NorrishⅡ反應(yīng)進行，這兩種反應(yīng)所占比例在60 ℃時大致相同，NorrishⅠ反應(yīng)中生成的酰基自由基可以繼續(xù)反應(yīng)生成羧酸。雖然不能排除含羰基UHMWPE在光氧降解中發(fā)生熱氧降解中的β斷鏈的可能性，但大量羧酸和乙烯基的生成證明光氧降解更傾向于Norrish反應(yīng)。通過測定試樣表面到內(nèi)部的氧化產(chǎn)物濃度，Costa等[9]還發(fā)現(xiàn)，光氧降解的氧化反應(yīng)速率比熱氧降解快。

Zhang Huapeng等[11]對UHMWPE纖維進行了300 h的紫外光照射，與未經(jīng)紫外光照射試樣的差示掃描量熱法（DSC）曲線比較發(fā)現(xiàn)，兩條曲線存在差別的主要原因是非晶區(qū)羰基的生成和斷鏈。他們還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紫外光照射后，UHMWPE纖維的韌性、斷裂伸長率都明顯下降，而交聯(lián)導(dǎo)致拉伸模量略有上升，并且由韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔?，說明在紫外光照射過程中還發(fā)生了交聯(lián)，交聯(lián)與降解是一對競爭反應(yīng)。照射后由于斷鏈引起重結(jié)晶，結(jié)晶度稍有提高而晶粒尺寸減小。通過掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，降解程度不均勻，纖維表面降解嚴(yán)重而內(nèi)部較輕微，說明降解是擴散控制過程，氧氣濃度對降解程度有很大影響。

Coote等[12]研究了γ射線輻照后UHMWPE的氧化情況，發(fā)現(xiàn)氫過氧化物產(chǎn)生后，其濃度在2～8年的室溫老化過程中并沒有明顯變化；但在80 ℃加速老化過程中，氫過氧化物經(jīng)歷了先生成后分解的過程；羰基濃度在室溫老化和加速老化過程中均持續(xù)上升。無論室溫老化還是加速老化，均沒有發(fā)現(xiàn)醇的存在。他們還研究了幾種包裝材料對防止UHMWPE氧化的影響，發(fā)現(xiàn)真空鋁箔包裝表現(xiàn)出較好的抗氧化性能。

Costa等[10]研究UHMWPE在輻照劑量為5～100 kGy的電子束輻照氧化發(fā)現(xiàn)，電子輻照氧化產(chǎn)物與熱氧化產(chǎn)物基本相同，產(chǎn)物相對含量也大致相同，說明兩者的降解機理相似，唯一的不同在于引發(fā)過程，電子輻照氧化是由于高能輻射產(chǎn)生大分子自由基，而熱氧化則是主要通過氫過氧化物分解產(chǎn)生大分子自由基。

2 影響UHMWPE降解的因素

2.1 氧氣

姚鳳英[13]分別在氮氣和空氣氣氛條件下進行實驗，在非等溫降解實驗中以10 ℃/min升溫。氮氣氣氛，在460 ℃只有一個質(zhì)量損失階段，并認(rèn)為這一階段是UHMWPE的斷鏈降解；空氣氣氛，熱重曲線變得復(fù)雜，有氧化引起的質(zhì)量先增加后下降的情況，且初始降解溫度約為250 ℃，較氮氣氣氛低。在等溫降解實驗中發(fā)現(xiàn)，氮氣氣氛，不論提高溫度還是延長等溫時間，UHMWPE均未出現(xiàn)質(zhì)量損失現(xiàn)象；空氣氣氛，等溫時間和溫度均對UHMWPE熱降解有重要影響，隨著溫度的提高和時間的增加，熱降解程度增加，說明氧氣在熱氧降解中起重要作用，微量氧氣引發(fā)的氧化循環(huán)對降解的加速作用顯著。

氧氣壓力對降解也有影響，Buchanan等[14]研究了加速UHMWPE老化的方法。與在70 ℃、常壓空氣環(huán)境中加速老化20天的試樣相比，在70 ℃，0.5 MPa氧氣環(huán)境中加速老化8天的試樣的降解程度更高，說明氧氣壓力的增加對UHMWPE的降解具有促進作用。

2.2 溫度

升高溫度對降解具有促進作用，一方面溫度升高加劇無規(guī)斷鏈，另一方面加劇分子熱運動，氧化循環(huán)加快。Young等[15]研究了UHMWPE人造脛骨在人體中的失效機理，由于人體的運動，關(guān)節(jié)之間相互摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，研究發(fā)現(xiàn)，在關(guān)節(jié)摩擦表面下1～2 mm位置降解程度最大。這是因為人體內(nèi)體液的存在，關(guān)節(jié)摩擦過程中表面的溫度反而較低，在表面下1～2 mm處存在一個溫度的峰值，雖然與表面溫度僅有幾攝氏度之差，但造成降解程度的差異卻隨著時間延長越來越明顯。因此升高溫度會加劇UHMWPE的降解。

2.3 結(jié)晶度

UHMWPE是部分結(jié)晶的，氧氣在非晶區(qū)的擴散速率遠大于晶區(qū)，結(jié)晶度越高降解速率越慢。Zhang Huapeng等[11]通過對紫外光輻照后的UHMWPE纖維SK65進行動態(tài)熱機械分析發(fā)現(xiàn)，照射后β*松弛峰的強度發(fā)生了明顯變化，說明紫外光照射引起的降解主要發(fā)生在非晶區(qū)和纖維界面區(qū)域，結(jié)晶部分并不容易降解。

2.4 相對分子質(zhì)量

Rudnik等[16]通過分析相對分子質(zhì)量不同的UHMWPE試樣的熱重曲線發(fā)現(xiàn)，相對分子質(zhì)量對試樣的熱穩(wěn)定性影響不大；但通過對比HDPE和UHMWPE的DSC曲線發(fā)現(xiàn)，UHMWPE的熔點和熔融焓略高，可能是由于UHMWPE的相對分子質(zhì)量較大，非晶區(qū)纏結(jié)點較多阻礙了晶格熔融。

2.5 輻照強度

劉鵬波等[17]用不同劑量的γ射線在空氣氣氛、室溫條件下對UHMWPE進行輻照發(fā)現(xiàn)，輻照劑量為0～100 kGy時，隨著輻照劑量的增加，UHMWPE的特性黏數(shù)逐漸下降，相對分子質(zhì)量逐漸減小，說明在γ射線輻照條件下UHMWPE發(fā)生了氧化降解，并且降解程度隨輻照劑量增加而增加。DSC曲線發(fā)現(xiàn)，隨著輻照劑量增加，UHMWPE的結(jié)晶焓呈上升趨勢。這是因為輻照后大分子鏈發(fā)生斷鏈，斷裂為較小的分子鏈重排而重結(jié)晶，受輻照劑量較大的試樣形成低相對分子質(zhì)量部分較多，結(jié)晶度和結(jié)晶焓更高。輻照后，UHMWPE的流動性能明顯變好，一方面是因為降解導(dǎo)致相對分子質(zhì)量變小，另一方面相對分子質(zhì)量較小的分子鏈對大分子具有解纏結(jié)作用。輻照使UHMWPE拉伸強度上升，一方面是因為重結(jié)晶，另一方面是因為輻照引入了具有極性的羰基，加強了分子間作用力。

3 UHMWPE的穩(wěn)定性

3.1 傳統(tǒng)抗氧劑對UHMWPE穩(wěn)定性的影響

抗氧劑根據(jù)其功能可分為鏈終止型抗氧劑、氫過氧化物分解型抗氧劑、金屬離子鈍化型抗氧劑。其中，鏈終止型抗氧劑（如受阻酚類抗氧劑、胺類抗氧劑）的特點是具有易被奪取的活潑氫，去氫后可形成穩(wěn)定自由基，并且抗氧劑本身難以氧化；氫過氧化物分解型抗氧劑（如亞磷酸酯類抗氧劑、硫代酯類抗氧劑）能夠?qū)⒀趸^程中產(chǎn)生的氫過氧化物還原為醇，起到抑制氧化降解進程的作用；金屬離子鈍化型抗氧劑主要有螯合劑類抗氧機，可與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，使其失去對聚合物氧化過程的催化作用。李淼等[18]在制備UHMWPE管材時加入了0.1～0.5 phr復(fù)合抗氧劑[受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑質(zhì)量比為1∶（1～3）]，使管材在200 ℃條件下的氧化誘導(dǎo)期大于30 min，具有優(yōu)良的耐熱、耐老化性能，而且對力學(xué)性能沒有影響。

3.2 維生素E對UHMWPE穩(wěn)定性的影響

UHMWPE在醫(yī)學(xué)上經(jīng)常作為人造關(guān)節(jié)使用，為增強UHMWPE在體內(nèi)和體外的抗磨損能力，須經(jīng)輻照處理使之交聯(lián)，但也會因此產(chǎn)生未發(fā)生交聯(lián)的自由基，它們多存在于結(jié)晶區(qū)，在有氧氣存在的情況下會發(fā)生氧化降解。對輻照后的UHMWPE再次熔融，使結(jié)晶區(qū)未反應(yīng)自由基重新結(jié)合可提高UHMWPE的抗氧化性能，但會使UHMWPE的力學(xué)性能下降。由于在人體內(nèi)長時間使用，所用添加劑要有較好的生物相容性且無毒。加入維生素E能在不降低疲勞強度的同時提高抗氧化性能，且生物相容性好、無毒。維生素E在人體中起作用的機理是在細胞膜內(nèi)與自由基反應(yīng)，防止多元不飽和脂肪酸因氧化而降解[19]，其在UHMWPE中發(fā)揮抗氧作用的機理與之類似[20]。維生素E酚羥基上的氫易被烷過氧自由基或烷基自由基奪取，形成的穩(wěn)定自由基仍能與自由基發(fā)生終止反應(yīng)，但穩(wěn)定作用有所減弱[21]。

在成型前將維生素E與UHMWPE共混可以使試樣的抗氧化性能均一，但過多的維生素E會影響隨后交聯(lián)處理的效率，從而得不到預(yù)期的耐磨性能，如何平衡抗氧化性能和耐磨性能是一個重要問題。一種方法是添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%～0.10%的維生素E，并且適當(dāng)提高輻照劑量[22-23]；另一種方法是在UHMWPE成型并交聯(lián)后混入維生素E，這樣可以消除維生素E對交聯(lián)的影響，但維生素E在UHMWPE中的分散性不如前一種方法。

Oral等[24]將α-維生素E與經(jīng)輻照處理的UHMWPE共混，與僅通過輻照處理的UHMWPE相比，發(fā)現(xiàn)其抗氧化性能顯著提升，拉伸強度也略有提升。與同等輻照條件下經(jīng)過再次熔融處理的UHMWPE相比，其疲勞強度提高了58%，說明添加α-維生素E成為可以取代輻照后再次熔融處理的抗氧化手段。

Kyomoto等[25]將UHMWPE和維生素E共混并接枝聚2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿，試圖同時提升耐磨性能和抗氧化性能。UHMWPE/維生素E共混物先后進行了高劑量γ射線和紫外光輻照，仍然表現(xiàn)出較好的氧化穩(wěn)定性，說明維生素E是相當(dāng)高效的自由基清除劑，能夠有效抑制氧化降解，而且共混后UHMWPE的力學(xué)性能幾乎沒有受到影響。

Oral等[26]通過在UHMWPE/維生素E共混物中加入亞磷酸酯穩(wěn)定劑，試圖增加它的抗氧化性能，這是第一次在醫(yī)用級的UHMWPE中加入多種抗氧劑。與UHMWPE/維生素E共混物相比，加入亞磷酸酯穩(wěn)定劑的共混物并沒有表現(xiàn)出更好的抗氧化性能，交聯(lián)密度反而下降。雖然實驗并不成功，但對發(fā)展多種抗氧劑用于醫(yī)用級UHMWPE具有一定意義。

3.3 十二烷基沒食子酸酯（DG）和沒食子酸（GA）對UHMWPE穩(wěn)定性的影響

Shen Jie等[21]將DG，GA分別與交聯(lián)UHMWPE共混，研究了常溫條件下對UHMWPE穩(wěn)定性的影響，并與UHMWPE/維生素E共混物進行比較。與純UHMWPE相比，分別添加了DG，GA，維生素E的共混物的抗氧化性能明顯提升。將UHMWPE/不同抗氧劑共混物氧化至相同水平，發(fā)現(xiàn)純UHMWPE需要7天， UHMWPE/GA共混物需要21天，UHMWPE/維生素E共混物和UHMWPE/DG共混物均需要85天。

DG和GA與傳統(tǒng)抗氧劑中的受阻酚類抗氧劑具有類似機理：失氫終止大分子自由基，形成苯氧穩(wěn)定自由基。DG和GA均有3個相鄰的羥基，更易被大分子烷基自由基搶奪氫形成穩(wěn)定自由基，從而阻礙氧化進程。抗氧劑在輻照過程中會發(fā)生反應(yīng)，對UHMWPE/抗氧劑共混物進行輻照，通過測定苯酚損耗發(fā)現(xiàn)，UHMWPE/GA共混物的苯酚損耗最小，說明GA分子與自由基反應(yīng)程度較小，抗氧化效果較差。維生素E自由基經(jīng)歷結(jié)構(gòu)重排后形成的衍生物也被證明具有抗氧化作用，但是其作用減弱了。在常溫老化實驗中，UHMWPE/DG和UHMWPE/維生素E共混物中氫過氧化物一直保持較低濃度，在UHMWPE/GA共混物中則較高，也證實了DG、維生素E對于終止大分子自由基的反應(yīng)更敏感。同時，抗氧劑與UHMWPE基體的相容性對共混物抗氧化性能起重要作用，與GA相比，具有親脂性的DG與UHMWPE基體的相容性更好，抗氧化效果也較好。與已用于人造關(guān)節(jié)的維生素E相比，進行輻照時DG的苯酚損耗相對較少，因此UHMWPE/DG共混物在長期使用過程中的抗氧化性能更具優(yōu)勢。另外，由于其安全性，用這一類天然抗氧劑取代人工合成的添加劑，將擁有廣闊的前景。

3.4 多壁碳納米管

Sreekanth等[27]研究UHMWPE/多壁碳納米管復(fù)合材料的性能時發(fā)現(xiàn)，加入多壁碳納米管的UHMWPE的初始降解溫度和質(zhì)量損失速率最大時的溫度較高，并且隨著多壁碳納米管含量的增加而升高，說明多壁碳納米管可提高UHMWPE的熱穩(wěn)定性。由于多壁碳納米管熱導(dǎo)率高，當(dāng)?shù)攘康臒崽峁┙o多壁碳納米管和UHMWPE時，大部分熱量更可能沿著低熱損耗的路徑傳導(dǎo)，也就是沿著多壁碳納米管的方向，因此復(fù)合材料中UHMWPE的初始降解溫度相應(yīng)提高。

3.5 UHMWPE的光氧穩(wěn)定性

UHMWPE在常溫條件下發(fā)生降解的主要因素是光氧降解。光氧降解的首要原因是聚合物中的羰基等發(fā)色基團吸收紫外光變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，所以可以采用紫外光屏蔽劑或紫外光吸收劑來降低聚合物對光的吸收，也可以利用激發(fā)態(tài)猝滅劑。蔡國軍等[28]在UHMWPE白色護套的耐久性研究中加入了鈦白粉，發(fā)現(xiàn)鈦白粉用量在1 phr以上時，護套材料在紫外光輻照1 000 h后的斷裂伸長率仍保持在600%以上，說明鈦白粉起到了較好的紫外光屏蔽作用，但需綜合考慮鈦白粉對減弱UHMWPE分子間作用力的影響。光氧降解過程中，UHMWPE中的氫過氧化物會轉(zhuǎn)化為含羰基聚合物從而引發(fā)NorrishⅠ和NorrishⅡ反應(yīng)，造成降解。因此可以使用氫過氧化物分解型抗氧劑配合主抗氧劑使用。陳明清等[29]在HDPE和UHMWPE共混改性中綜合利用了紫外光吸收劑、紫外光屏蔽劑、猝滅劑、自由基捕捉機和主輔抗氧劑，在強紫外光輻照下體現(xiàn)出了良好的抗紫外光性能。

4 結(jié)語

UHMWPE具有耐磨、抗沖擊、自潤滑等優(yōu)異性能，但在加工和使用過程中不可避免會發(fā)生降解，造成性能下降甚至喪失使用價值。體現(xiàn)在加工過程中的熱降解，使用過程中的熱氧降解和光氧降解。UHMWPE的降解機理與HDPE降解機理大致相同。導(dǎo)致UHMWPE降解的最主要原因是氧氣的存在，它使降解具有自催化反應(yīng)動力學(xué)特性，加速降解。溫度以及光輻照強度的增加對于UHMWPE的降解有促進作用。UHMWPE的結(jié)晶度對降解速率有影響，但相對分子質(zhì)量造成的影響不大。

防止UHMWPE降解可從降解機理考慮，綜合利用主輔抗氧劑發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，才能達到理想的抗氧化效果。近年來，UHMWPE多用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，更要求添加劑的安全性和生物相容性，維生素E，DG，GA對UHMWPE都有較好的穩(wěn)定作用。由于熱導(dǎo)率的差異，碳納米管可以使UHMWPE的初始降解溫度升高，起到穩(wěn)定作用。

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揚子石化公司“非茂金屬催化劑技術(shù)”通過驗收

2015年5月22日，由中國石化揚子石油化工股份有限公司(簡稱揚子石化公司)承擔(dān)的“十二五”國家科技支撐計劃課題“非茂基高性能氣相聚乙烯工業(yè)化應(yīng)用研究”通過了驗收。課題組合成了非茂金屬配合物，開發(fā)了負(fù)載型非茂金屬催化劑的制備技術(shù)，并進行了多批量的中試制備研究，攻克了催化劑顆粒形態(tài)控制和聚合物性能調(diào)節(jié)等應(yīng)用難題，實現(xiàn)了非茂金屬催化劑在乙烯氣相聚合裝置上的工業(yè)化應(yīng)用，結(jié)果良好，為后續(xù)催化劑性能的優(yōu)化完善和產(chǎn)品開發(fā)及市場應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（鄭寧來）

Research progress on degradation and stability of ultra high relative molecular mass polyethylene

Zhao Pengfei，Zhang Jun
（College of Materials Science and Engineering， Nanjing Tech University， Nanjing 210009， China）

The mechanism of thermal oxidation and photo oxidation of ultra high molecular weight polyethylene（UHMWPE） were reviewed， as well as the factors affecting degradation behavior and the recent development in improving the stabilization of UHMWPE at home and abroad. Oxidation reaction initiated by trace oxygen can accelerate degradation of UHMWPE. Increasing the oxygen pressure and raising the temperature can also accelerate degradation， while relative molecular mass of UHMWPE has no obvious influences on the stabilization of UHMPWE. Utilizing the synergistic effect of main and assistant antioxidant can prevent degradation of UHMWPE validly. The thermal stability of UHMWPE is increased with the addition of multiwalled carbon nano-tube.

ultra high relative molecular mass polyethylene； degradation； stabilization； carbon nano-tube

TQ 325.1+2

A

1002-1396（2015）04-0091-06

2015-01-28；

2015-04-27。

趙鵬飛，男，1992年生，在讀研究生，主要研究方向為高分子材料的改性。聯(lián)系電話：18751971868；E-mail：zpf6833@163.com。

。E-mail：zhangjun@njtech.edu.cn。

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