亚稳性现象机理研究及其在超高分子量聚乙烯加工中的应用

本项目研究高分子凝聚态物理中的亚稳性现象，探索亚稳态中间相转变在超高分子量聚乙烯加工中的应用，解决其加工成型困难的问题。通过在线测试手段，得到影响高分子相稳定性的因素和触发相变的条件；利用热力学和动力学计算分析，从宏观上解释高分子相稳定性的机理；运用分子动力学模拟高分子链在各种状态下的结构及运动，从分子层次探讨高分子的链结构与亚稳性的统计规律，从而建立相稳定性与热力学参数的理论模型，确立相变与加工工艺条件的关系。选取高粘度的超高分子量聚乙烯，在链流动性高的亚稳态中间相状态下加工成型，检测制品的结构和性能，分析比较此加工方法与其他方法的优缺点。超高分子量聚乙烯经后续加工处理后，用作人工关节或心脏瓣膜等植入材料，有可能解决其耐磨性无法满足预期使用寿命的难题。此外，此加工方法也可推广到其他高性能工程塑料的加工，拓展应用领域。