Исследовано влияние серы, дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола на физико-механические свойства и структуру сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Установлено, что модификация СВМПЭ данными наполнителями приводит к существенному повышению деформационно-прочностных характеристик полимерных композиционных материалов (ПКМ). Проведены структурные исследования методами растровой электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа СВМПЭ и ПКМ на его основе. Показано, что модификация СВМПЭ этими наполнителями приводит к трансформации надмолекулярной структуры из сферолитной в фибриллярную, зафиксировано снижение степени кристалличности композитов. Результаты исследования термодинамических характеристик ПКМ методом дифференциально-сканирующей калориметрии свидетельствуют о снижении степени кристалличности. Методом ИК-спектроскопии показано, что использование дифенилгуанидина и 2-меркаптобензтиазола в качестве наполнителей СВМПЭ способствует образованию новых кислородсодержащих функциональных групп, интенсифицирующих взаимодействие наполнителей с макромолекулами СВМПЭ.