UHMWPE-vezel is een belangrijke hightech vezelvariëteit geworden vanwege zijn uitstekende prestaties, maar vanwege zijn structurele kenmerken vertoont het bepaalde prestatiegebreken die het toepassingsbereik beperken. Verschillende fysische en chemische methoden, zoals plasmabehandeling en oxidatie, kunnen worden gebruikt om het oppervlak van UHMWPE-vezels te modificeren, waardoor hun zwakke eigenschappen, zoals hittebestendigheid, grensvlak en kruipweerstand, in verschillende mate kunnen worden verbeterd. Dit artikel geeft een gedetailleerde inleiding tot de modificatiemethoden van deze vezel en de toepassingen ervan in touwen, beschermende uitrusting en andere gebieden.
Polyethyleenvezel met ultrahoog moleculair gewicht (UHMWPE) is een hoogwaardige vezel die is ontstaan na koolstofvezel en aramidevezel. Het is gemaakt van polyethyleen met ultrahoog molecuulgewicht door vaste extrusie onder hoge druk, weekmakend smeltspinnen, oppervlaktekristalgroei, superstrekking of lokaal superstrekking, gelspinnen heet strekken en andere processen. Het is een hoogwaardige vezel met hoge sterkte en hoge modulus, en heeft ook een lage dichtheid (dichtheid:
Andere superieure eigenschappen zoals 0.97g/cm3, chemische corrosieweerstand, slagvastheid, niet-waterabsorptie en goede compatibiliteit met organismen. Het heeft uitstekende toepassingsmogelijkheden laten zien op het gebied van speciale materialen en composietmaterialen.
Vanwege het feit dat UHMWPE-vezels zelf lineaire lange ketens zijn, gevormd door niet-polaire methyleengroepen, is er echter geen sterke intermoleculaire kracht tussen vezelmoleculen; Het oppervlak van de vezels is chemisch inert, waardoor het moeilijk is om chemische bindingen met de hars te vormen; Glad oppervlak veroorzaakt door hoge kristallisatiegraad en oriëntatie gevormd door hoge vergrotingsrekking tijdens productie. Het gecombineerde effect van al deze factoren maakt de oppervlakte-energie van de vezels erg klein, waardoor het moeilijk wordt om een goede grensvlakhechting met de matrixhars te vormen wanneer deze wordt gebruikt als versterkend materiaal voor composietmaterialen. Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat composietmaterialen gemaakt van UHMWPE-vezels tijdens gebruik vaak worden beschadigd in de vorm van schade aan de tussenlagen. De hoofdoorzaak van dit probleem ligt in de structurele kenmerken van UHMWPE-vezels zelf en de kenmerken van productieprocessen. Daarom zijn de hechtingsprestaties aan het grensvlak van composietmaterialen gemaakt van UHMWPE-vezels de belangrijkste zorg geworden bij het bereidingsproces van composietmaterialen.