Polyethyleenvezels met ultrahoog moleculair gewicht (UHMWPE), ook bekend als polyethyleenvezels met ultrahoge modulus (UHMPE) of polyethyleenvezels met verlengde keten (ECPE), zijn de derde generatie zeer sterke vezels met hoge modulus die begin jaren negentig opkwamen. Het relatieve molecuulgewicht varieert van 1 miljoen tot 6 miljoen, en de moleculaire vorm is een lineaire verlengde ketenstructuur. De oriëntatie is bijna 100% en de sterkte is de hoogste van de hedendaagse vezels, met goede mechanische eigenschappen. Prestatievergelijking met andere vezels. UHMWPE-vezels hebben ook uitstekende eigenschappen, zoals weerstand tegen ultraviolette straling, chemische corrosie, hoge specifieke energieabsorptie, lage diëlektrische constante, hoge elektromagnetische golfdoorlaatbaarheid, lage wrijvingscoëfficiënt en uitstekende slag- en snijweerstand. Daarom is UHMWPE-vezel een ideaal materiaal voor het maken van zachte kogelvrije pakken, steekwerende vesten, lichtgewicht kogelvrije helmen, radarafdekkingen, kogelvrij pantser voor geldvervoerders, kogelvrij pantser van helikopters, kabels voor schepen en zeeschepen, lichtgewicht hogedrukcontainers, structurele lucht- en ruimtevaartconstructies. componenten, diepzeewind- en golfbestendige kooien, visnetten, raceboten, zeilboten, skisleeën, enz. Vanwege de uitstekende prestaties en het enorme toepassingspotentieel van UHMWPE-vezels hebben UHMWPE-vezels en hun composietmaterialen brede aandacht gekregen, zowel in eigen land als internationaal de afgelopen jaren.
De axiale compressieprestaties van met UHMWPE-vezels versterkte composietmaterialen zijn relatief laag, en zelfs na behandeling bedraagt de axiale compressiesterkte van sK66/epoxy-composietmaterialen slechts 54,4 MPa (sK66 is de handelsnaam van UHMWPE-vezels). Wanneer het monster wordt samengedrukt tot 70% van de uiteindelijke belasting, begint plastische vervorming op te treden, die geleidelijk toeneemt, wat leidt tot breuk door afschuiving totdat het monster bezwijkt, maar niet verder opengaat. Het belangrijkste mechanisme voor compressiefalen van dergelijke materialen is de instabiliteit van UHMWPE-vezels onder compressie en het loslaten van het buigvlak. Bovendien zijn de buigprestaties van UHMWPE-vezelversterkte composietmaterialen ook zeer laag. De hoogste buigsterkte van het behandelde SK66/epoxy-composietmateriaal is bijvoorbeeld slechts 150 MPa, wat ongeveer 1/7 van de treksterkte is. Wanneer het draagvermogen van het samengedrukte deel de druksterkte van SK66-vezels onder buigmoment overschrijdt, worden de vezels onstabiel, wat leidt tot delaminatie; Het trekgedeelte wordt gedelamineerd door het loskomen van vezels en hars. Bezwijken laag voor laag, wat uiteindelijk resulteert in ductiele buigfouten. Buigdelaminatie is het belangrijkste buigfoutmechanisme van dit type materiaal. Xian Xingjuan en anderen bestudeerden verder de breuktaaiheid en scheurvoortplanting van UHMWPE-vezelversterkte composietmaterialen. Ze gebruikten een driepunts buigbelastingsmethode, met een enkelzijdige inkeping op het monster, en de verhouding tussen de inkepingslengte (a) en de monsterbreedte (w) was 0,3. De vervorming en voortplanting van breukscheuren werden waargenomen en gefotografeerd met behulp van een telemicroscoop. Experimenten hebben aangetoond dat LDPE-matrix een hogere breuktaaiheid heeft dan epoxymatrix en daarom meer energie kan absorberen. Wanneer de buigbelasting van de LDPE-matrix de kritische waarde bereikt, wordt de scheurpunt passief en laten de vezels los en worden ze wit nabij het afschuifgebied van de scheur. Als unidirectionele UHMWPE-vezelversterkte hars wordt gebruikt, zullen er scheuren verschijnen loodrecht op de richting van de inkeping in het monster; Door gebruik te maken van orthogonaal geweven I-vormige UHMWPE-vezels om de hars te versterken, kan passivatie optreden aan de bovenkant van de inkeping in het monster, en de geaccumuleerde plastische vervorming kan microscheurtjes veroorzaken, die spanningsconcentratiepunten worden en leiden tot plastisch falen.