Les fibres de polietilè de pes molecular ultra alt (UHMWPE), també conegudes com a fibres de polietilè de mòdul ultra alt (UHMPE) o fibres de polietilè de cadena estesa (ECPE), són les fibres d'alt mòdul d'alta resistència de tercera generació que van sorgir a principis dels anys noranta. El seu pes molecular relatiu oscil·la entre 1 i 6 milions i la seva forma molecular és una estructura de cadena estesa lineal. La seva orientació és propera al 100%, i la seva resistència és la més alta entre les fibres actuals, amb bones propietats mecàniques. Comparació de rendiment amb altres fibres. Les fibres UHMWPE també tenen excel·lents propietats, com ara resistència a la radiació ultraviolada, corrosió química, alta absorció d'energia específica, baixa constant dielèctrica, alta transmitància d'ones electromagnètiques, baix coeficient de fricció i excel·lent resistència a l'impacte i al tall. Per tant, la fibra UHMWPE és un material ideal per fabricar vestits antibales suaus, armilles antibales, cascs antibales lleugers, cobertes de radar, armadures antibales per a transportistes d'efectiu, blindatges antibales per a helicòpters, cables de vaixells i vaixells oceànics, contenidors lleugers d'alta pressió, estructura aeroespacial. components, gàbies resistents al vent i les onades de mar profund, xarxes de pesca, embarcacions de carreres, velers, trineus d'esquí, etc. A causa de l'excel·lent rendiment i l'enorme potencial d'aplicació de les fibres UHMWPE, les fibres UHMWPE i els seus materials compostos han rebut una atenció àmplia tant a nivell nacional com nacional. internacionalment en els darrers anys.
El rendiment de compressió axial dels materials compostos reforçats amb fibra UHMWPE és relativament baix, i fins i tot després del tractament, la resistència a la compressió axial dels materials compostos sK66/epoxi és de només 54,4 MPa (sK66 és el nom comercial de la fibra UHMWPE). Quan la mostra es comprimeix al 70% de la càrrega final, comença a produir-se una deformació plàstica i augmenta gradualment, provocant una fallada per cisalla fins que la mostra falla, però no continua obrint-se. El principal mecanisme de fallada de compressió d'aquests materials és la inestabilitat de les fibres UHMWPE sota compressió i el despreniment de la interfície de flexió. A més, el rendiment de flexió dels materials compostos reforçats amb fibra UHMWPE també és molt baix. Per exemple, la resistència a la flexió més alta del material compost SK66/epoxi tractat és de només 150MPa, que és aproximadament 1/7 de la resistència a la tracció. Quan la capacitat de càrrega de la peça comprimida supera la resistència a la compressió de les fibres SK66 sota el moment de flexió, les fibres es tornen inestables, donant lloc a la delaminació; La part de tracció està delaminada a causa del despreniment de fibres i resina. Falla capa per capa, resultant en última instància en una fallada de flexió dúctil. La delaminació de flexió és el principal mecanisme de fallada de flexió d'aquest tipus de material. Xian Xingjuan i altres van estudiar més a fons la resistència a la fractura i la propagació de les esquerdes dels materials compostos reforçats amb fibra UHMWPE. Van adoptar un mètode de càrrega de flexió de tres punts, amb una osca d'un sol costat a la mostra, i la relació entre la longitud de l'osca (a) i l'amplada de la mostra (w) era de 0,3. La deformació i propagació de les esquerdes de fractura es va observar i fotografiar mitjançant un microscopi teleobjectiu. Els experiments han demostrat que la matriu de LDPE té una resistència a la fractura més alta que la matriu epoxi i, per tant, pot absorbir més energia. Quan la càrrega de flexió de la matriu de LDPE arriba al valor crític, la punta de l'esquerda es torna passiva i les fibres es desprenen i es tornen blanques a prop de l'àrea de cisalla de l'esquerda. Si s'utilitza resina reforçada amb fibra UHMWPE unidireccional, apareixeran esquerdes perpendiculars a la direcció de l'osca a la mostra; Mitjançant l'ús de teixits ortogonals de fibra UHMWPE en forma de I per millorar la resina, es pot produir una passivació a la part superior de l'osca de la mostra i la deformació plàstica acumulada pot provocar microesquerdes, convertint-se en punts de concentració d'estrès i donant lloc a una fallada plàstica.