Ultra yüksek modüllü polietilen (UHMPE) elyaflar veya uzatılmış zincirli polietilen elyaflar (ECPE) olarak da bilinen ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE) elyaflar, 1990'ların başında ortaya çıkan üçüncü nesil yüksek mukavemetli yüksek modüllü elyaflardır. Bağıl molekül ağırlığı 1 milyondan 6 milyona kadar değişir ve molekül şekli doğrusal uzatılmış zincir yapısıdır. Yönelimi %100'e yakındır ve iyi mekanik özellikleriyle birlikte mukavemeti günümüzün lifleri arasında en yüksektir. Diğer elyaflarla performans karşılaştırması. UHMWPE elyafları ayrıca ultraviyole radyasyona direnç, kimyasal korozyon, yüksek spesifik enerji emilimi, düşük dielektrik sabiti, yüksek elektromanyetik dalga geçirgenliği, düşük sürtünme katsayısı ve olağanüstü darbe ve kesilme direnci gibi mükemmel özelliklere sahiptir. Bu nedenle, UHMWPE elyafı yumuşak kurşun geçirmez giysiler, bıçaklanmaya karşı dayanıklı yelekler, hafif kurşun geçirmez kasklar, radar kılıfları, nakit taşıyıcılar için kurşun geçirmez zırh, helikopter kurşun geçirmez zırhı, gemi ve okyanusta giden gemi kabloları, hafif yüksek basınçlı konteynerler, havacılık yapıları için ideal bir malzemedir. bileşenler, derin deniz rüzgarına ve dalgaya dayanıklı kafesler, balık ağları, yarış tekneleri, yelkenliler, kayak kızakları vb. UHMWPE elyaflarının mükemmel performansı ve muazzam uygulama potansiyeli nedeniyle, UHMWPE elyafları ve bunların kompozit malzemeleri hem yurt içinde hem de yurt içinde yaygın ilgi görmüştür. son yıllarda uluslararası düzeyde.
UHMWPE fiber takviyeli kompozit malzemelerin eksenel sıkıştırma performansı nispeten düşüktür ve işlemden sonra bile sK66/epoksi kompozit malzemelerin eksenel sıkıştırma mukavemeti yalnızca 54,4 MPa'dır (sK66, UHMWPE fiberin ticari adıdır). Numune nihai yükün %70'sine kadar sıkıştırıldığında, plastik deformasyon oluşmaya başlar ve kademeli olarak artar, bu da numune başarısız olana kadar kesme arızasına yol açar, ancak açılmaya devam etmez. Bu tür malzemelerin sıkıştırma başarısızlığının ana mekanizması, UHMWPE elyaflarının sıkıştırma altında kararsızlığı ve bükme arayüzünün ayrılmasıdır. Ayrıca UHMWPE fiber takviyeli kompozit malzemelerin bükülme performansı da oldukça düşüktür. Örneğin, işlenmiş SK66/epoksi kompozit malzemenin en yüksek bükülme mukavemeti yalnızca 150MPa'dır, bu da çekme mukavemetinin yaklaşık 1/7'sine denk gelir. Sıkıştırılmış parçanın yük taşıma kapasitesi, bükülme momenti altında SK66 elyaflarının basınç dayanımını aştığında, elyaflar kararsız hale gelir ve bu da tabakaların ayrılmasına yol açar; Gerilme kısmı, elyafların ve reçinenin ayrılmasından dolayı tabakalara ayrılır. Katman katman hasar, sonuçta sünek bükülme hatasıyla sonuçlanır. Eğilme delaminasyonu bu tür malzemelerin ana bükülme arıza mekanizmasıdır. Xian Xingjuan ve diğerleri ayrıca UHMWPE fiber takviyeli kompozit malzemelerin kırılma dayanıklılığı ve çatlak yayılımı üzerinde çalıştılar. Numune üzerinde tek taraflı bir çentik bulunan üç noktalı bükme yükleme yöntemini benimsediler ve çentik uzunluğunun (a) numune genişliğine (w) oranı 0,3 idi. Kırılma çatlaklarının deformasyonu ve yayılması telefoto mikroskop kullanılarak gözlemlendi ve fotoğraflandı. Deneyler, LDPE matrisinin epoksi matristen daha yüksek kırılma dayanıklılığına sahip olduğunu ve bu nedenle daha fazla enerji absorbe edebildiğini göstermiştir. LDPE matrisinin bükülme yükü kritik değere ulaştığında, çatlak ucu pasif hale gelir ve lifler çatlağın kayma alanının yakınında ayrılır ve beyaza döner. Tek yönlü UHMWPE fiber takviyeli reçine kullanılırsa, numunedeki çentiğin yönüne dik çatlaklar görünecektir; Reçineyi geliştirmek için I-şekilli UHMWPE fiber ortogonal dokuma kumaş kullanıldığında, numunedeki çentiğin üst kısmında pasifleşme meydana gelebilir ve biriken plastik deformasyon, mikro çatlaklara neden olarak stres konsantrasyon noktaları haline gelebilir ve plastik arızaya yol açabilir.