UHMWPE-fiber er blevet en vigtig højteknologisk fibersort på grund af dens fremragende ydeevne, men på grund af dens strukturelle egenskaber har den visse ydeevnedefekter, der begrænser dens anvendelsesområde. Forskellige fysiske og kemiske metoder såsom plasmabehandling og oxidation kan bruges til at modificere overfladen af UHMWPE-fibre, hvilket kan forbedre deres svage egenskaber såsom varmebestandighed, grænseflade og krybemodstand i varierende grad. Denne artikel giver en detaljeret introduktion til modifikationsmetoderne for denne fiber og dens anvendelser inden for reb, beskyttelsesudstyr og andre områder.
Ultra high molecular weight polyethylen fiber (UHMWPE) er en højtydende fiber, der er opstået efter kulfiber og aramidfiber. Den er fremstillet af polyethylen med ultrahøj molekylvægt ved højtryks fast ekstrudering, blødgørende smeltespinding, overfladekrystalvækst, superstrækning eller lokal superstrækning, gelspinning varmstrækning og andre processer. Det er en højtydende fiber med høj styrke og højt modul, og har også lav tæthed (densitet:
Andre overlegne egenskaber såsom 0.97g/cm3, kemisk korrosionsbestandighed, slagfasthed, ikke-vandabsorption og god kompatibilitet med organismer. Det har vist fremragende anvendelsesmuligheder inden for specialmaterialer og kompositmaterialer.
Men på grund af det faktum, at UHMWPE-fibre selv er lineære lange kæder dannet af ikke-polære methylengrupper, er der ingen stærk intermolekylær kraft mellem fibermolekyler; Overfladen af fibrene er kemisk inert, hvilket gør det vanskeligt at danne kemiske bindinger med harpiksen; Glat overflade forårsaget af høj grad af krystallisation og orientering dannet af høj forstørrelsesstrækning i produktionen. Den kombinerede effekt af alle disse faktorer gør fibrenes overfladeenergi meget lille, hvilket gør det vanskeligt at danne en god grænsefladeadhæsion med matrixharpiksen, når den anvendes som forstærkningsmateriale til kompositmaterialer. Talrige undersøgelser har vist, at kompositmaterialer fremstillet af UHMWPE-fibre ofte beskadiges i form af mellemlagsskader under brug. Grundårsagen til dette problem ligger i selve UHMWPE-fibrenes strukturelle egenskaber og produktionsprocessernes egenskaber. Derfor er grænsefladeadhæsionsevnen af kompositmaterialer fremstillet af UHMWPE-fibre blevet den primære bekymring i fremstillingsprocessen af kompositmaterialer.