La fibra UHMWPE è diventata un'importante varietà di fibra high-tech grazie alle sue eccellenti prestazioni, ma a causa delle sue caratteristiche strutturali presenta alcuni difetti prestazionali che ne limitano il campo di applicazione. Vari metodi fisici e chimici come il trattamento al plasma e l'ossidazione possono essere utilizzati per modificare la superficie delle fibre UHMWPE, che possono migliorare le loro proprietà deboli come resistenza al calore, interfaccia e resistenza allo scorrimento a vari livelli. Questo articolo fornisce un'introduzione dettagliata ai metodi di modifica di questa fibra e alle sue applicazioni in corde, dispositivi di protezione e altri campi.
La fibra di polietilene ad altissimo peso molecolare (UHMWPE) è una fibra ad alte prestazioni emersa dopo la fibra di carbonio e la fibra aramidica. È realizzato in polietilene ad altissimo peso molecolare mediante estrusione solida ad alta pressione, filatura plastificata, crescita dei cristalli superficiali, super allungamento o super allungamento locale, filatura del gel, stiramento a caldo e altri processi. È una fibra ad alte prestazioni con elevata resistenza e alto modulo e ha anche una bassa densità (densità:
Altre proprietà superiori come 0,97 g/cm3, resistenza alla corrosione chimica, resistenza agli urti, mancato assorbimento d'acqua e buona compatibilità con gli organismi. Ha mostrato ottime prospettive applicative nel campo dei materiali speciali e dei materiali compositi.
Tuttavia, poiché le fibre UHMWPE stesse sono lunghe catene lineari formate da gruppi metilenici non polari, non esiste una forte forza intermolecolare tra le molecole della fibra; La superficie delle fibre è chimicamente inerte, rendendo difficile la formazione di legami chimici con la resina; Superficie liscia causata da un elevato grado di cristallizzazione e orientamento formato da uno stiramento ad alto ingrandimento durante la produzione. L'effetto combinato di tutti questi fattori rende l'energia superficiale delle fibre molto piccola, rendendo difficile la formazione di una buona adesione dell'interfaccia con la resina della matrice quando utilizzata come materiale di rinforzo per materiali compositi. Numerosi studi hanno dimostrato che i materiali compositi realizzati con fibre UHMWPE vengono spesso danneggiati sotto forma di danni allo strato intermedio durante l'uso. La causa principale di questo problema risiede nelle caratteristiche strutturali delle stesse fibre UHMWPE e nelle caratteristiche dei processi produttivi. Pertanto, le prestazioni di adesione interfacciale dei materiali compositi costituiti da fibre UHMWPE sono diventate la preoccupazione principale nel processo di preparazione dei materiali compositi.