20世纪30年代最早有人提出关于超高分子量聚乙烯纤维的基础理论。20世纪70年代，英国利兹大学教授首先成功研制分子量为10万的高分子量聚乙烯纤维。1975年荷兰帝斯曼公司利用十氢萘做溶剂发明了凝胶纺丝法，成功制备出了超高分子量聚乙烯纤维，并于1979年申请了专利。1983年日本采用凝胶挤压超倍拉伸法，以石蜡作溶剂，生产超高分子量聚乙烯纤维。

世界上各公司均采用齐格勒-纳塔催化剂的低压聚合工艺生产超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯生产工艺与高密度聚乙烯的低压淤浆法相似，使用高效催化剂可以简化聚合工艺,使装置投资和生产操作费用大幅度降低。与高密度聚乙烯的低压淤浆法不同，超高分子量聚乙烯生产工艺没有造粒工序，产品呈粉末状。

生产超高分子量聚乙烯的关键因素是在聚合过程中尽可能减少链转移反应的发生，如减少助催化剂烷基铝的用量，适度降低聚合温度，延长聚合时间等。

虽然超高分子量聚乙烯在结构上与普通聚乙烯相同，但由于其相对分子质量比一般聚乙烯要高得多（普通聚乙烯相对分子质量一般为20000～300000，而超高分子量聚乙烯—般为200万以上），因此超高分子量聚乙烯的特点主要有：①耐磨损性能。超高分子量聚乙烯的耐磨损性能居塑料之首，比碳钢、黄铜还耐磨数倍。②抗冲击性能。超高分子量聚乙烯的抗冲击强度是现有塑料中的最高值，即使在-70℃仍有相当高的冲击强度。③自润滑。超高分子量聚乙烯具有很好的自润滑性能，摩擦系数小。④吸水性。由于超高分子量聚乙烯的分子链仅由碳、氢元素组成，分子中无极性基团所以吸水率极低。因此制品即使在足够潮湿的环境中也不会因吸水而使尺寸发生变化，同时也不会影响制品的精度和耐磨性等机械性能，并且在成型加工前原料也不需要干燥处理。

由于超高分子量聚乙烯熔融状态的黏度高达10⁸帕·秒，流动性差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。

通过对普通加工设备的改造，使超高分子量聚乙烯由最初的压制—烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。一般成形加工方法包括压制烧结、挤出成型、注塑成型、吹塑成型。

压制烧结是超高分子量聚乙烯最原始的加工方法。此法生产效率低，易发生氧化和降解。为了提高生产效率，可采用直接电加热法

挤出成型设备主要有柱塞挤出机、单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。双螺杆挤出多采用同向旋转双螺杆挤出机。

日本三井石油化工公司于1974年开发了注塑成型工艺，并于1976年实现了商业化，之后又开发了往复式螺杆注塑成型技术。1985年美国公司也实现了超高分子量聚乙烯的螺杆注塑成型工艺。中国1983年对国产XS-ZY-125A型注射机进行了改造，成功地注射出啤酒罐装生产线用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）托轮、水泵用轴套，1985年又成功地注射出医用人工关节等。

超高分子量聚乙烯加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象。超高分子量聚乙烯吹塑成型还可导致纵横方向强度均衡的高性能薄膜，解决了高密度聚乙烯薄膜存在的纵横方向强度不一致，易造成纵向破坏的问题。

特殊成形加工方法主要有冻胶纺丝、润滑挤出(注射)、辊压成型、射频、多孔膜。

超高分子量聚乙烯冻胶纺丝过程主要是在适当的溶剂中溶解超高分子量聚乙烯，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷成纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝。在冻胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此超高分子量聚乙烯大分子链的解缠状态被保持下来，而且溶液温度的下降，导致冻胶体中超高分子量聚乙烯折叠链片晶的形成。通过超倍热拉伸冻胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。

在挤出（注射）物料与模壁之间形成一层润滑层，降低物料各点间的剪切速率差异，减小产品的变形，同时在低温、低能耗条件下提高高黏度聚合物的挤出（注射）速度。

是一种固态加工方法，在超高分子量聚乙烯熔点以下对其施加高压，通过粒子形变，有效地将粒子与粒子融合。辊压成型主要设备是带有螺槽的旋转轮和有舌槽的弓形滑块，舌槽与螺槽垂直。在加工过程中有效地利用了物料与器壁之间的摩擦力，产生的压力足够使超高分子量聚乙烯粒子发生形变。在机座末端装有加热支台，经过口模挤出物料。如将此项辊压装置与挤压机联用，可使加工过程连续化。

采用射频加工超高分子量聚乙烯是一种崭新的加工方法，它是将超高分子量聚乙烯粉末和介电损耗高的炭黑粉末均匀地混合在一起，用射频辐照，产生的热可使超高分子量聚乙烯粉末表面发生软化，使其能在一定压力下固结。用这种方法可在数分钟内模压出很厚的大型部件，其加工效率比超高分子量聚乙烯常规模压加工高数倍。

将超高分子量聚乙烯溶解在挥发溶剂中，连续挤出，然后经一个热可逆凝胶/结晶过程，使其成为一种湿润的凝胶膜，蒸除溶剂使膜干燥。由于已形成的骨架结构限制了凝胶的收缩，在干燥过程中产生微孔，经双轴拉伸达到最大空隙率而不破坏完整的多孔结构。这种材料可用作防水、通氧织物和耐化学品服装，也可用作超滤或微量过滤膜、复合薄膜和蓄电池隔板等。与其他方法相比，此法制备的多孔超高分子量聚乙烯膜具有最佳的孔径、强度和厚度等综合性能。

超高分子量聚乙烯是一种性能优良的工程塑料,广泛应用于化学工业、食品和饮料加工机械、铸件、木材加工工业、散装材料处理、医疗上的人工移植器官、采矿加工机械、纺织机械及交通运输车辆、体育娱乐设备等领域。与普通聚乙烯相比，超高分子量聚乙烯最显著的应用特性就是比强度高，可以代替钢材,用来制作管材、化工阀门、泵和密封填料、纺织机械的齿轮和皮结、输送机的涡轮杆、轴承、轴瓦、煤块滑道、各种料斗和筒仓的衬里材料以及食品加工机械的料斗和辊筒、体育用品和溜冰场等。超高分子量聚乙烯的耐磨性比钢材好,价格却比钢材低。