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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为一种工程塑料拥有众多优异的力学性能，但是因其极高的熔体粘度，加工时往往需要特殊的工艺或设备，又或者通过与其他低粘度聚合物或加工助剂物理共混的方法降低其粘度。显然这些方法设备投资大，能耗高，或者难以避免共混过程中聚合物降解以及各组分的相分离等问题。相比之下，利用双金属催化技术于单一反应釜中原位合成UHMWPE与普通分子量聚乙烯合金的方法则更加经济、高效、绿色环保，并且能使不同组分在介观尺度均匀混合，是改善UHMWPE加工性能的更优方案之一。另一方面，市售的UHMWPE基本由Ziegler-Natta催化剂（主要为TiCl4/MgCl2）合成，但该催化剂中含有的大量卤素会残留在聚合产物中，这将不利于UHMWPE制品在卫生要求苛刻领域的应用，因此开发新型的无卤或低卤UHMWPE催化剂具有重要意义。 论文针对一种制备方法简单，且可用于合成高分子量聚乙烯的低活性SiO2负载型氧化钒催化剂进行载体改性，旨在提高其乙烯聚合活性，同时用于无卤或低卤UHMWPE的合成。在此基础上，本文又制备了改性SiO2负载的V/Cr双金属催化剂用于UHMWPE与高密度聚乙烯(HDPE)釜内合金UHMWPE/HDPE的合成。主要开展了如下研究:(1)制备了MOy（M=Al、Zr或Ti）改性SiO2负载的氧化钒催化剂，并考察了催化剂制备方法、改性剂加入量、Al/V比和聚合温度等因素对该系列催化剂的聚合行为和产品性能的影响，同时利用NH3-TPD、Pyridine-adsorption-FTIR和XPS等手段对比表征了改性前后氧化钒催化剂的表面酸性和V中心的电子环境等;利用特性粘度法及DSC等手段对聚合物特性进行了较系统表征。(2)制备了MOy/SO42-复合改性SiO2负载的氧化钒催化剂，考察了Al/V比、聚合温度、共聚单体、助催化剂种类和V的负载量等因素对该系列催化剂的聚合行为以及产品性能的影响，并同样地利用上述手段对该催化剂和聚合产物进行表征;(3)制备了MOy改性SiO2负载的V/Cr双金属催化剂，考察了Al/V比、聚合温度和共聚单体等因素对该系列催化剂的聚合行为和产品性能的影响，并利用HT-GPC、DSC以及流变等手段对聚合物的微观结构、流变性能以及热力学性质等进行表征。采用凝胶纺丝法，以双金属催化剂合成的釜内合金和其他催化剂合成的UHMWPE为原料制备了一系列聚乙烯纤维，同时对其拉伸性能进行测试，并利用SEM、WAXD和SAXS等手段对该系列纤维的表面形态和晶体结构进行表征。具体结果如下: (1)制备MOy改性氧化钒催化剂时，分步浸渍法比共浸渍法更有利于提高催化剂乙烯聚合活性;加入不同量Al、Zr和Ti均能提高氧化钒催化剂活性，且其加入量分别为1wt％、2wt％和2wt％时活性表现较佳，其最佳活性均在1200kgPE·mol-1V左右，比SiO2负载催化剂的提高一倍以上。这其中又以TiO2改性催化剂的聚合动力学表现更平稳，活性更高;Al2O3或ZrO2改性后催化剂的活性衰减稍快，但是通过降低聚合温度（如80℃或70℃）可使之明显改善;通过特性粘度测试以及DSC表征结果可知该系列催化剂均可用于UHMWPE的合成，且通过调控聚合温度可使聚合物分子量控制在2-6×106g·mol-1之间。 (2)MOy/SO42-复合改性能更有效地提高氧化钒催化剂的活性，其最佳活性均在2200kgPE·mol-1V左右，这其中仍然又以TiO2/SO42-改性催化剂的聚合动力学表现更平稳，活性更是高达2800kgPE·mol-1V;助催化剂种类对MOy/SO42-复合改性催化剂的活性有巨大影响，其优劣顺序为DEAC＞EASC＞TiBA＞TEA，其中以DEAC为助催化剂时，TiO2/SO42-改性催化剂的最佳活性高于5800kgPE·mol-1V;以DEAC为助催化剂时催化剂活性衰减较快，但是可通过降低聚合温度（如70-80℃）明显加以改善;V的负载量从0.24wt％提高至1.92wt％时，其催化活性(kgPE·mol-1V·bar-1)会随着下降，但整体来说并不明显，而催化剂产率(gPE·g-1Cat·bar-1)则随之提高;加入1-己烯将抑制催化剂活性，且加入量越多其活性抑制程度越大;通过特性粘度测试和DSC表征依然可证明复合改性催化剂合成的聚合物属于UHMWPE，且其分子量依然可通过调节聚合温度控制在2-6×106g·mol-1之间;通过SSA表征可知，以TiBA为助催化剂时复合改性催化剂的1-己烯共聚性能较差，但是当采用DEAC为助催化剂或降低聚合压力时，其共聚性能有明显改善。 (3)通过NH3-TPD、Pyridine-adsorption-FTIR以及XPS表征结果可知，经MOy改性后能大幅提升催化剂的Lewis酸性以及V中心的缺电子性，从而提高催化剂活性;经MOy/SO42-复合改性后催化剂的Lewis酸性和V中心的缺电子性得到进一步提升，相应地，其催化活性也有大幅提高。但是过高的酸性却不利于催化剂活性的稳定性。 (4)V/Cr双中心催化剂可成功用于双峰UHMWPE/HDPE釜内合金的合成，并且经MOy改性后，其乙烯聚合活性也有大幅提升，相应的聚合物中高分子量组分（重均分子量Mw＞106g·mol-1）和低分子量组分(Mw＜3×103g·mol-1)相对含量均有所提高，分子量分布也明显更宽。聚合物的DSC和流变表征结果表明UHMWPE/HDPE中各组分相容性良好，复数粘度比UHMWPE低，并且剪切稀化效应显著，在高剪切频率下甚至展现出与HDPE相近的复数粘度。SEM、WAXD和SAXS结果表明UHMWPE/HDPE和UHMWPE纤维具有相似的表面和晶体形态。UHMWPE/HDPE的加工性能明显优于UHMWPE，且其拉伸强度和杨氏模量也分别高达2-2.5GPa和40-60GPa，这虽然略低于UHMWPE纤维，但却远优于常规纤维。