أصبحت ألياف UHMWPE مجموعة متنوعة مهمة من الألياف عالية التقنية نظرًا لأدائها الممتاز، ولكن نظرًا لخصائصها الهيكلية، فإنها تحتوي على عيوب معينة في الأداء تحد من نطاق تطبيقها. يمكن استخدام طرق فيزيائية وكيميائية مختلفة مثل معالجة البلازما والأكسدة لتعديل سطح ألياف UHMWPE، والتي يمكن أن تحسن خصائصها الضعيفة مثل مقاومة الحرارة والواجهة ومقاومة الزحف بدرجات متفاوتة. تقدم هذه المقالة مقدمة مفصلة عن طرق تعديل هذه الألياف وتطبيقاتها في الحبال، ومعدات الحماية، وغيرها من المجالات.
ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي جدًا (UHMWPE) عبارة عن ألياف عالية الأداء ظهرت بعد ألياف الكربون وألياف الأراميد. إنها مصنوعة من البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية عن طريق البثق الصلب عالي الضغط، والغزل المصهور الملدن، ونمو البلورات السطحية، والتمدد الفائق أو التمدد الفائق المحلي، والتمدد الساخن لغزل الجل وعمليات أخرى. وهي ألياف عالية الأداء ذات قوة عالية ومعامل عالي، كما أنها ذات كثافة منخفضة (الكثافة:
خصائص متفوقة أخرى مثل 0.97g/cm3، ومقاومة التآكل الكيميائي، ومقاومة الصدمات، وعدم امتصاص الماء، والتوافق الجيد مع الكائنات الحية. لقد أظهرت آفاق تطبيق ممتازة في مجال المواد الخاصة والمواد المركبة.
ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن ألياف UHMWPE نفسها عبارة عن سلاسل طويلة خطية مكونة من مجموعات ميثيلين غير قطبية، فلا توجد قوة جزيئية قوية بين جزيئات الألياف؛ سطح الألياف خامل كيميائيًا، مما يجعل من الصعب تكوين روابط كيميائية مع الراتنج؛ سطح أملس ناتج عن درجة عالية من التبلور والتوجيه يتكون من التكبير العالي الذي يمتد في الإنتاج. إن التأثير المشترك لجميع هذه العوامل يجعل الطاقة السطحية للألياف صغيرة جدًا، مما يجعل من الصعب تكوين التصاق جيد للواجهة مع راتنج المصفوفة عند استخدامه كمادة تقوية للمواد المركبة. أظهرت العديد من الدراسات أن المواد المركبة المصنوعة من ألياف UHMWPE غالبًا ما تتضرر في شكل تلف بين الطبقات أثناء الاستخدام. يكمن السبب الجذري لهذه المشكلة في الخصائص الهيكلية لألياف UHMWPE نفسها وخصائص عمليات الإنتاج. لذلك، أصبح أداء الالتصاق البيني للمواد المركبة المصنوعة من ألياف UHMWPE هو الشغل الشاغل في عملية تحضير المواد المركبة.