فیبر UHMWPE به دلیل عملکرد عالی خود به یک تنوع مهم الیاف با فناوری پیشرفته تبدیل شده است، اما به دلیل ویژگی های ساختاری، دارای نقص های عملکردی خاصی است که محدوده کاربرد آن را محدود می کند. برای اصلاح سطح الیاف UHMWPE می توان از روش های مختلف فیزیکی و شیمیایی مانند عملیات پلاسما و اکسیداسیون استفاده کرد که می تواند خواص ضعیف آنها مانند مقاومت در برابر حرارت، رابط و مقاومت در برابر خزش را به درجات مختلف بهبود بخشد. این مقاله به معرفی دقیق روشهای اصلاح این فیبر و کاربردهای آن در طنابها، تجهیزات حفاظتی و سایر زمینهها میپردازد.
الیاف پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMWPE) یک الیاف با کارایی بالا است که پس از فیبر کربن و فیبر آرامید پدید آمده است. این از پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا با اکستروژن جامد با فشار بالا، ریسندگی مذاب پلاستیکی، رشد کریستال سطحی، کشش فوق العاده یا کشش موضعی فوق العاده، کشش داغ چرخش ژل و سایر فرآیندها ساخته شده است. این یک الیاف با کارایی بالا با استحکام بالا و مدول بالا است و همچنین دارای چگالی کم (دانسیته:
سایر خواص برتر مانند 0.97g/cm3، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، مقاومت در برابر ضربه، عدم جذب آب و سازگاری خوب با موجودات زنده. چشم انداز کاربرد بسیار خوبی در زمینه مواد خاص و مواد کامپوزیت نشان داده است.
با این حال، با توجه به این واقعیت که الیاف UHMWPE خود زنجیره های بلند خطی هستند که توسط گروه های متیلن غیر قطبی تشکیل شده اند، هیچ نیروی بین مولکولی قوی بین مولکول های فیبر وجود ندارد. سطح الیاف از نظر شیمیایی بی اثر است و ایجاد پیوندهای شیمیایی با رزین را دشوار می کند. سطح صاف ناشی از درجه بالایی از تبلور و جهت گیری تشکیل شده توسط کشش با بزرگنمایی بالا در تولید. اثر ترکیبی همه این عوامل انرژی سطحی الیاف را بسیار کوچک می کند و ایجاد یک چسبندگی رابط خوب با رزین ماتریس را در هنگام استفاده به عنوان یک ماده تقویت کننده برای مواد کامپوزیتی دشوار می کند. مطالعات متعدد نشان داده است که مواد کامپوزیتی ساخته شده از الیاف UHMWPE اغلب به شکل آسیب بین لایه ای در حین استفاده آسیب می بینند. علت اصلی این مشکل در ویژگی های ساختاری خود الیاف UHMWPE و ویژگی های فرآیندهای تولید نهفته است. بنابراین، عملکرد چسبندگی سطحی مواد کامپوزیتی ساخته شده از الیاف UHMWPE به نگرانی اصلی در فرآیند آماده سازی مواد کامپوزیتی تبدیل شده است.