超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种平均分子质量在百万以上的聚乙烯材料，它的分子链为线性结构，具有优越的耐磨性、超高模量、高韧性、自润滑、耐环境应力开裂、化学稳定、抗疲劳、摩擦系数小等优点。UHMWPE优异的物理机械性能使它广泛应用于机械、运输、纺织、造纸、矿业及化工等领域。
合成纤维，特别是聚烯烃纤维，由于本身电阻率很大、介电常数和介电损耗较小，造成电绝缘性好容易积累静电，这对其在某些特殊领域内使用带来不便，甚至会造成安全问题。而导电纤维的电阻率降低到和半导体或金属相同数量级，则呈现出优良的导电效果和电磁屏蔽效果，在电子、航天航空、军事等特殊领域有广泛的应用价值。当前导电纤维或抗静电纤维常规制备方法主要包括：掺杂导电物质，表面涂敷或吸附可导电物质和表面镀金属。然而，掺杂导电物质会破坏纤维本身的性能，表面涂敷或吸附导电物质得到的纤维导电性不好而且导电层易脱落，化学镀金属虽然能得到导电性很好的纤维，但前处理工艺步骤过于复杂，而且使用重金属离子活化敏化纤维易污染环境。UHMWPE纤维高度结晶表面光滑，只有在高温（大于100℃）下才能被十氢化萘或石蜡油等溶解。而且分子链中无极性基团，造成纤维表面极其惰性，难吸附其他物质。因而不能用粗化、活化和敏化方法处理纤维来进行化学镀，也很难在表面涂敷或吸附上导电物质。

多巴胺类聚合物几乎可以黏附在所有材料表面，让多巴胺类物质在UHMWPE纤维表面聚合生成一层多巴胺类聚合物，从而达到活化效果。纤维经活化后表面富含羟基和胺基，可大量吸附金属离子，金属离子同时被多巴胺类聚合物和还原剂还原，使得纤维表面生成金属层，制得导电纤维。针对现有导电纤维制备方法的不足，我重点实验室科研人员利用多巴胺类聚合物强黏附作用活化表面，用化学镀实现表面金属化，获得一种可导电、抗静电且性能优越超高分子量聚乙烯纤维，整个过程对环境友好无污染。镀银纤维具有优异的导电性能，其线电阻仅为0.15Ω/cm，可作为导线直接连接在电路中，同时还具备纤维本身高强力学性能，可应用于外太空、深海等极端环境中。相关研究结果发表在Journal of Applied Polymer Science（doi: 10.1002/app.38228），同时申请国家发明专利1项（申请号：201110175021.3）。

UHMWPE分子链的结构单元为-CH2-，表面无极性基团，表面能低，加工过程中添加剂等杂质在表面形成弱边界层，这些因素都造成UHMWPE表面惰性，与其他树脂之间的相容性很差，限制了它在复合材料方面的应用。因此，对UHMWPE粉末表面进行改性，提高它与其他树脂之间的相容性以及增大它的表面粘结性能，是一项具有重要意义的研究课题。针对现有的UHMWPE表面改性方法的不足，研究人员利用界面缩聚改性UHMWPE表面的方法，在UHMWPE粉末表面生成一层聚脲和/或聚氨酯和/或聚酰胺薄膜，从而有效地改善UHMWPE粉末表面的相容性和粘结性，同时不改变UHMWPE粉末本身性能。另外，本发明的UHMWPE 粉末表面改性方法操作简单、对设备要求低、处理速度快而且处理效果好，是一种易于进行工业化生产的UHMWPE粉末表面改性方法，相关技术已获得国家发明专利授权（授权号：201110158646.9.）。

为了提高环氧树脂的耐磨性能，利用多巴胺氧化自聚合性质，对UHMWPE粉末进行表面改性，制备得到改性粉末，并添加至环氧树脂中制备成耐磨涂层，同时与添加未改性UHMWPE的环氧涂层对比。原始的环氧涂层由于黏着磨损和疲劳磨损的综合作用，造成严重磨损，但添加了UHMWPE粉末后，环氧涂层的磨损状况发生了变化。UHMWPE的耐磨性极佳，环氧树脂相对于它来说是易被磨损物质，起到磨粒磨损作用。同时粉末自润滑性很好，又可以起到润滑作用。当涂层产生磨损时，未改性粉末容易被剥离出来，少量剥离出来的粉末在转移膜和涂层表面之间起到润滑剂的作用，自润滑作用占主导，减缓了磨损，因而磨损率较低。多巴胺有效改善了UHMWPE粉末表面惰性，增强粉末与环氧树脂之间的相容性，使得粉末不易被剥离出来。添加UHMWPE粉末可以稳定环氧涂层的摩擦，降低摩擦系数和磨损率。改性粉末的总体效果优于未改性的粉末，在降低摩擦系数和磨损率同时，还增强涂层的抗冲击韧性。而相关研究结果发表在《摩擦学学报，32（2012）435-443》上。另外UHMWPE经表面改性提高了与其他材料的表界面结合能力，由于其高韧、高强、耐候、高耐磨在海洋材料中得以应用。

上述研究工作得到了国家高技术研究发展计划项目(863)的支持，项目编号：(2009AA034605)。