Fasern aus ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMWPE), auch bekannt als Fasern aus ultrahochmoduligem Polyethylen (UHMPE) oder Fasern aus verlängerter Polyethylenkette (ECPE), sind hochfeste Hochmodulfasern der dritten Generation, die Anfang der 1990er Jahre auf den Markt kamen. Sein relatives Molekulargewicht liegt zwischen 1 und 6 Millionen und seine Molekülform ist eine lineare, ausgedehnte Kettenstruktur. Seine Ausrichtung liegt bei nahezu 100 %, seine Festigkeit ist die höchste unter den heutigen Fasern und die mechanischen Eigenschaften sind gut. Leistungsvergleich mit anderen Fasern. UHMWPE-Fasern verfügen außerdem über hervorragende Eigenschaften wie Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung, chemische Korrosion, hohe spezifische Energieabsorption, niedrige Dielektrizitätskonstante, hohe Durchlässigkeit für elektromagnetische Wellen, niedrigen Reibungskoeffizienten sowie hervorragende Schlag- und Schnittfestigkeit. Daher ist UHMWPE-Faser ein ideales Material für die Herstellung von weichen kugelsicheren Anzügen, stichsicheren Westen, leichten kugelsicheren Helmen, Radarabdeckungen, kugelsicheren Panzerungen für Geldtransporter, kugelsicheren Panzerungen für Hubschrauber, Schiffs- und Seeschiffkabeln, leichten Hochdruckbehältern und Luft- und Raumfahrtkonstruktionen Komponenten, wind- und wellenbeständige Tiefseekäfige, Fischernetze, Rennboote, Segelboote, Skischlitten usw. Aufgrund der hervorragenden Leistung und des enormen Anwendungspotenzials von UHMWPE-Fasern haben UHMWPE-Fasern und ihre Verbundmaterialien sowohl im Inland als auch im Inland große Beachtung gefunden International in den letzten Jahren.
Die axiale Druckfestigkeit von faserverstärkten UHMWPE-Verbundwerkstoffen ist relativ gering, und selbst nach der Behandlung beträgt die axiale Druckfestigkeit von sK66/Epoxid-Verbundwerkstoffen nur 54,4 MPa (sK66 ist der Handelsname der UHMWPE-Faser). Wenn die Probe auf 70 % der Endlast komprimiert wird, beginnt eine plastische Verformung aufzutreten, die allmählich zunimmt, was zu einem Scherversagen führt, bis die Probe versagt, sich aber nicht weiter öffnet. Der Hauptmechanismus des Druckversagens solcher Materialien ist die Instabilität der UHMWPE-Fasern unter Druck und die Ablösung der Biegeschnittstelle. Darüber hinaus ist auch die Biegeleistung von UHMWPE-faserverstärkten Verbundwerkstoffen sehr gering. Beispielsweise beträgt die höchste Biegefestigkeit des behandelten SK66/Epoxidharz-Verbundmaterials nur 150 MPa, was etwa 1/7 der Zugfestigkeit entspricht. Wenn die Tragfähigkeit des komprimierten Teils die Druckfestigkeit der SK66-Fasern unter Biegemoment überschreitet, werden die Fasern instabil und führen zur Delaminierung; Durch die Ablösung von Fasern und Harz wird der Zugteil delaminiert. Schicht für Schicht kommt es zu einem Versagen, das letztendlich zu einem duktilen Biegeversagen führt. Die Biegedelaminierung ist der Hauptmechanismus für Biegeversagen dieser Art von Material. Xian Xingjuan und andere untersuchten weiter die Bruchzähigkeit und Rissausbreitung von UHMWPE-faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Sie verwendeten eine Dreipunkt-Biegebelastungsmethode mit einer einseitigen Kerbe in der Probe und das Verhältnis der Kerbenlänge (a) zur Probenbreite (w) betrug 0,3. Die Verformung und Ausbreitung von Bruchrissen wurde mit einem Telemikroskop beobachtet und fotografiert. Experimente haben gezeigt, dass die LDPE-Matrix eine höhere Bruchzähigkeit aufweist als die Epoxidmatrix und daher mehr Energie absorbieren kann. Wenn die Biegebelastung der LDPE-Matrix den kritischen Wert erreicht, wird die Rissspitze passiv und die Fasern lösen sich und werden in der Nähe des Scherbereichs des Risses weiß. Wenn unidirektionales faserverstärktes UHMWPE-Harz verwendet wird, treten Risse senkrecht zur Richtung der Kerbe in der Probe auf; Durch die Verwendung von orthogonal gewebtem UHMWPE-Fasergewebe in I-Form zur Verbesserung des Harzes kann es zu einer Passivierung am oberen Ende der Kerbe in der Probe kommen und die angesammelte plastische Verformung kann Mikrorisse verursachen, die zu Spannungskonzentrationspunkten werden und zu plastischem Versagen führen.