ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا (UHMWPE)، والمعروفة أيضًا باسم ألياف البولي إيثيلين ذات المعامل العالي جدًا (UHMPE) أو ألياف البولي إيثيلين ذات السلسلة الممتدة (ECPE)، هي ألياف الجيل الثالث عالية القوة ذات المعامل العالي التي ظهرت في أوائل التسعينيات. ويتراوح وزنها الجزيئي النسبي من 1 مليون إلى 6 ملايين، وشكلها الجزيئي عبارة عن هيكل سلسلة خطية ممتدة. اتجاهها يقترب من 100%، وقوتها هي الأعلى بين الألياف اليوم، مع خصائص ميكانيكية جيدة. مقارنة الأداء مع الألياف الأخرى. تتمتع ألياف UHMWPE أيضًا بخصائص ممتازة مثل مقاومة الأشعة فوق البنفسجية، والتآكل الكيميائي، وامتصاص الطاقة النوعي العالي، وثابت العزل الكهربائي المنخفض، ونفاذية الموجات الكهرومغناطيسية العالية، ومعامل الاحتكاك المنخفض، والتأثير المتميز ومقاومة القطع. ولذلك، فإن ألياف UHMWPE هي مادة مثالية لصنع البدلات الناعمة المضادة للرصاص، والسترات المضادة للطعنات، والخوذات المضادة للرصاص خفيفة الوزن، وأغطية الرادار، والدروع المضادة للرصاص لحاملات الأموال النقدية، والدروع المضادة للرصاص لطائرات الهليكوبتر، وكابلات السفن والسفن العابرة للمحيطات، وحاويات الضغط العالي خفيفة الوزن، والهياكل الفضائية الجوية. المكونات، والأقفاص المقاومة للرياح والأمواج في أعماق البحار، وشباك الصيد، وقوارب السباق، والمراكب الشراعية، وزلاجات التزلج، وما إلى ذلك. ونظرًا للأداء الممتاز وإمكانات التطبيق الهائلة لألياف UHMWPE، فقد حظيت ألياف UHMWPE وموادها المركبة باهتمام واسع النطاق على المستويين المحلي والخارجي. دوليا في السنوات الأخيرة.
أداء الضغط المحوري للمواد المركبة المقواة بألياف UHMWPE منخفض نسبيًا، وحتى بعد المعالجة، تبلغ قوة الضغط المحوري للمواد المركبة sK66/الإيبوكسي 54.4 ميجا باسكال فقط (sK66 هو الاسم التجاري لألياف UHMWPE). عندما يتم ضغط العينة إلى 70% من الحمل النهائي، يبدأ تشوه البلاستيك في الحدوث ويزداد تدريجيًا، مما يؤدي إلى فشل القص حتى تفشل العينة، ولكنها لا تستمر في الفتح. الآلية الرئيسية لفشل ضغط هذه المواد هي عدم استقرار ألياف UHMWPE تحت الضغط وانفصال واجهة الانحناء. بالإضافة إلى ذلك، فإن أداء الانحناء للمواد المركبة المقواة بالألياف UHMWPE منخفض جدًا أيضًا. على سبيل المثال، أعلى قوة انحناء للمادة المركبة SK66/الإيبوكسي المعالجة هي 150MPa فقط، أي حوالي 1/7 من قوة الشد. عندما تتجاوز قدرة تحمل الجزء المضغوط قوة الضغط لألياف SK66 تحت لحظة الانحناء، تصبح الألياف غير مستقرة، مما يؤدي إلى التصفيح؛ يتم تصفيح الجزء القابل للشد بسبب انفصال الألياف والراتنج. فشل طبقة بعد طبقة، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الانحناء المرن. إن التصفيح المنحني هو آلية فشل الانحناء الرئيسية لهذا النوع من المواد. قام Xian Xingjuan وآخرون بدراسة صلابة الكسر وانتشار التشققات في المواد المركبة المعززة بألياف UHMWPE. لقد اعتمدوا طريقة تحميل الانحناء ثلاثية النقاط، مع درجة أحادية الجانب على العينة، وكانت نسبة طول الشق (أ) إلى عرض العينة (ث) 0.3. تمت ملاحظة تشوه وانتشار شقوق الكسر وتم تصويرها باستخدام المجهر المقرّب. أظهرت التجارب أن مادة البولي إيثيلين منخفض الكثافة تتمتع بصلابة أعلى للكسر من مادة الإيبوكسي، وبالتالي يمكنها امتصاص المزيد من الطاقة. عندما يصل حمل الانحناء لمصفوفة LDPE إلى القيمة الحرجة، يصبح طرف الشق سلبيًا، وتنفصل الألياف وتتحول إلى اللون الأبيض بالقرب من منطقة القص في الشق. إذا تم استخدام الراتنج المقوى بالألياف UHMWPE أحادي الاتجاه، فسوف تظهر الشقوق عموديًا على اتجاه الشق في العينة؛ باستخدام النسيج المنسوج المتعامد من ألياف UHMWPE على شكل حرف I لتعزيز الراتنج، قد يحدث التخميل في الجزء العلوي من الشق في العينة، وقد يتسبب تشوه البلاستيك المتراكم في حدوث شقوق صغيرة، وتصبح نقاط تركيز الإجهاد وتؤدي إلى فشل البلاستيك.