Fibrele de polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă (UHMWPE), cunoscute și sub denumirea de fibre de polietilenă cu modul ultra-înalt (UHMPE) sau fibre de polietilenă cu lanț extins (ECPE), sunt fibrele cu modul înalt de rezistență din a treia generație care au apărut la începutul anilor 1990. Greutatea sa moleculară relativă variază de la 1 milion la 6 milioane, iar forma sa moleculară este o structură liniară de lanț extins. Orientarea sa este aproape de 100%, iar rezistența sa este cea mai mare dintre fibrele de astăzi, cu proprietăți mecanice bune. Comparație de performanță cu alte fibre. Fibrele UHMWPE au, de asemenea, proprietăți excelente, cum ar fi rezistența la radiații ultraviolete, coroziune chimică, absorbție de energie specifică ridicată, constantă dielectrică scăzută, transmisie mare a undelor electromagnetice, coeficient de frecare scăzut și rezistență remarcabilă la impact și tăiere. Prin urmare, fibra UHMWPE este un material ideal pentru fabricarea de costume moi antiglonț, veste anti-înjunghiere, căști ușoare antiglonț, capace radar, armuri antiglonț pentru transportatorii de numerar, armuri antiglonț pentru elicopter, cabluri pentru nave și nave oceanice, containere ușoare de înaltă presiune, structuri aerospațiale. componente, cuști rezistente la vânt și valurile de adâncime, plase de pescuit, bărci de curse, bărci cu pânze, sănii de schi etc. Datorită performanței excelente și potențialului enorm de aplicare al fibrelor UHMWPE, fibrele UHMWPE și materialele lor compozite au primit o atenție larg răspândită atât pe plan intern, cât și internaţional în ultimii ani.
Performanța la compresie axială a materialelor compozite armate cu fibre UHMWPE este relativ scăzută și, chiar și după tratament, rezistența la compresie axială a materialelor compozite sK66/epoxidice este de numai 54,4 MPa (sK66 este denumirea comercială a fibrei UHMWPE). Când proba este comprimată la 70% din sarcina finală, începe să apară deformarea plastică și crește treptat, ceea ce duce la cedarea prin forfecare până când proba cedează, dar nu continuă să se deschidă. Principalul mecanism de eșec prin compresie a unor astfel de materiale este instabilitatea fibrelor UHMWPE sub compresie și desprinderea interfeței de îndoire. În plus, performanța de îndoire a materialelor compozite armate cu fibre UHMWPE este, de asemenea, foarte scăzută. De exemplu, cea mai mare rezistență la încovoiere a materialului compozit SK66/epoxidic tratat este de numai 150MPa, ceea ce reprezintă aproximativ 1/7 din rezistența la tracțiune. Când capacitatea portantă a piesei comprimate depășește rezistența la compresiune a fibrelor SK66 sub momentul încovoietor, fibrele devin instabile, ducând la delaminare; Partea de tracțiune este delaminată din cauza desprinderii fibrelor și rășinii. Rupere strat cu strat, rezultând în cele din urmă eșec la îndoire ductilă. Delaminarea la îndoire este principalul mecanism de eșec la îndoire al acestui tip de material. Xian Xingjuan și alții au studiat în continuare duritatea la fractură și propagarea fisurilor a materialelor compozite armate cu fibre UHMWPE. Ei au adoptat o metodă de încărcare la îndoire în trei puncte, cu o crestătură pe o singură față pe eșantion, iar raportul dintre lungimea crestăturii (a) și lățimea probei (w) a fost de 0,3. Deformarea și propagarea fisurilor de fractură au fost observate și fotografiate cu ajutorul unui telefotomicroscop. Experimentele au arătat că matricea LDPE are o rezistență la rupere mai mare decât matricea epoxidică și, prin urmare, poate absorbi mai multă energie. Când sarcina de încovoiere a matricei LDPE atinge valoarea critică, vârful fisurii devine pasiv, iar fibrele se desprind și devin albe în apropierea zonei de forfecare a fisurii. Dacă se folosește rășină unidirecțională armată cu fibre UHMWPE, fisurile vor apărea perpendiculare pe direcția crestăturii din probă; Prin utilizarea țesăturii ortogonale din fibră UHMWPE în formă de I pentru a îmbunătăți rășina, poate apărea pasivarea în partea superioară a crestăturii din eșantion, iar deformarea plastică acumulată poate provoca micro fisuri, devenind puncte de concentrare a tensiunii și ducând la defectarea plasticului.