高密度聚乙烯(HDPE)凭借其优异的性能在管道领域备受青睐,被广泛应用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送等领域,而这些领域的应用大部分都要求HDPE具有良好的摩擦性能。为了提高HDPE的耐磨性能,本课题根据“软基体加硬质点”增磨原理,以Si02为主要成分的陶瓷粉为增强相制备HDPE基复合材料。首先采用两种方法复合原材料(陶瓷粉接枝聚丙烯酰胺改性法及添加偶联剂KH550法),而后利用双螺杆挤出机和注射机熔融共混、注射成型陶瓷粉/高密度聚乙烯复合材料。通过刻蚀断面观察陶瓷粉在HDPE基体中的分散状况,并结合力学性能(拉伸、冲击)和微观界面的直观观察对陶瓷粉与基体的复合方法进行优选。利用MMS-2A型摩擦磨损试验机测试复合材料在干摩擦工况、水润滑工况以及复合材料沸水浴处理后的摩擦性能,研究陶瓷粉加入量、载荷对各种工况下复合材料的摩擦磨损性能的影响,并结合复合材料的硬度、晶粒形貌、晶粒度和晶型探讨复合材料的摩擦磨损性能。结合材料的热稳定性、摩擦表面SEM形貌、能谱、微观三维形貌和粗糙度参数探讨复合材料在不同工况下的磨损机理。试验结果表明:在本试验陶瓷粉添加范围内(≤20wt%),陶瓷粉在HDPE基体中的分散性良好,没有大的团聚体。KH550改性法陶瓷粉与HDPE基体的复合方法更佳,5wt%陶瓷粉/KH550/高密度聚乙烯(5wt%CPs/KH550/HDPE)复合材料的弹性模量和冲击强度分别比纯HDPE提高了13.8%和8.0%,抗拉强度达到24.76MPa。干摩擦工况下,载荷为50N时,CPs/KH550/HDPE复合材料的摩擦系数及磨损率分别在0.4815～0.5291和1.30～1.49×10-6mm3.N-1.m-1之间波动;载荷为110N时,20wt%CPs/KH550/HDPE复合材料的摩擦系数和磨损率分别比纯HDPE增加了11.5%和降低了38.8%;陶瓷粉的加入使复合材料的磨损机制由粘着磨损、疲劳磨损向磨粒磨损转变。水润滑工况下,50N和150N载荷下CPs/KH550/HDPE复合材料的摩擦系数及磨损率均明显小于纯HDPE,20wt%CPs/KH550/HDPE复合材料在150N载荷时的摩擦系数及磨损率分别比纯HDPE减小了38.9%和62.1%;纯HDPE的磨损机理主要为犁耕切削作用,而CPs/KH550/HDPE复合材料的摩损机理为轻微的磨粒磨损。CPs/KH550/HDPE复合材料100℃水浴加热5h和10h后仍具有良好的摩擦性能,150N载荷时10wt%CPs/KH550/HDPE水浴加热5h后的磨损率比纯HDPE降低了38.0%;磨损机理由纯HDPE的塑性变形—犁耕作用机理转变为磨粒磨损机理。陶瓷粉的加入并不改变HDPE的晶型,而是提高了复合材料的硬度,使复合材料承载能力增加,并且陶瓷粉具有细晶强化效应,以及提高了复合材料的耐热性,这些应该是CPs/KH550/HDPE复合材料耐磨性好的主要原因。