Az ultranagy molekulatömegű polietilén (UHMWPE) szálak, más néven ultra-nagy modulusú polietilén (UHMPE) vagy kiterjesztett láncú polietilén szálak (ECPE), a harmadik generációs nagy szilárdságú, nagy modulusú szálak az 1990-es évek elején. Relatív molekulatömege 1 millió és 6 millió között van, molekula alakja pedig lineáris kiterjesztett láncszerkezet. Orientációja megközelíti a 100%-ot, szilárdsága a mai rostok közül a legnagyobb, jó mechanikai tulajdonságokkal. A teljesítmény összehasonlítása más szálakkal. Az UHMWPE szálak olyan kiváló tulajdonságokkal is rendelkeznek, mint például az ultraibolya sugárzással szembeni ellenállás, a kémiai korrózió, a nagy fajlagos energiaelnyelés, az alacsony dielektromos állandó, a nagy elektromágneses hullámáteresztés, az alacsony súrlódási együttható, valamint a kiemelkedő ütés- és vágásállóság. Ezért az UHMWPE szál ideális anyag puha golyóálló ruhák, szúrásálló mellények, könnyű golyóálló sisakok, radartakarók, golyóálló páncélok készpénzszállítókhoz, helikopterek golyóálló páncélzata, hajók és óceánjáró hajók kábelei, könnyű nagynyomású konténerek, repülőgép-szerkezeti szerkezetek készítéséhez. alkatrészek, mélytengeri szél- és hullámálló ketrecek, horgászhálók, versenyhajók, vitorlások, síszánok stb. Az UHMWPE szálak kiváló teljesítménye és hatalmas alkalmazási potenciálja miatt az UHMWPE szálak és kompozit anyagaik széleskörű figyelmet kaptak mind itthon, mind pedig nemzetközi szinten az elmúlt években.
Az UHMWPE szálerősítésű kompozit anyagok axiális nyomószilárdsága viszonylag alacsony, és még a kezelés után is csak 54,4 MPa az sK66/epoxi kompozit anyagok axiális nyomószilárdsága (az sK66 az UHMWPE szál kereskedelmi neve). Amikor a mintát a végső terhelés 70%-ára összenyomják, plasztikus deformáció lép fel, és fokozatosan növekszik, ami nyírási tönkremenetelhez vezet, amíg a minta meghibásodik, de nem nyílik tovább. Az ilyen anyagok kompressziós meghibásodásának fő mechanizmusa az UHMWPE szálak instabilitása összenyomás alatt és a hajlítási felület leválása. Ezenkívül az UHMWPE szálerősítésű kompozit anyagok hajlítási teljesítménye is nagyon alacsony. Például a kezelt SK66/epoxi kompozit anyag legnagyobb hajlítószilárdsága mindössze 150 MPa, ami a szakítószilárdság körülbelül 1/7-e. Ha az összenyomott rész teherbíró képessége meghaladja az SK66 szálak nyomószilárdságát a hajlítónyomaték alatt, a szálak instabillá válnak, ami delaminációhoz vezet; A húzórész a szálak és a gyanta leválása miatt delaminált. Meghibásodás rétegről rétegre, ami végső soron képlékeny hajlítási hibához vezet. A hajlítási leválás az ilyen típusú anyagok fő hajlítási tönkremenetelének mechanizmusa. Xian Xingjuan és mások tovább tanulmányozták az UHMWPE szálerősítésű kompozit anyagok törési szilárdságát és repedésterjedését. Hárompontos hajlítási terhelési módszert alkalmaztak, egyoldalas bevágással a mintán, és a bevágás hosszának (a) és a minta szélességének (w) aránya 0,3 volt. A törési repedések alakváltozását és továbbterjedését teleobjektív mikroszkóppal figyelték meg és fényképezték le. Kísérletek kimutatták, hogy az LDPE mátrixnak nagyobb a törésállósága, mint az epoximátrixnak, ezért több energiát képes elnyelni. Amikor az LDPE mátrix hajlítási terhelése eléri a kritikus értéket, a repedés csúcsa passzívvá válik, és a szálak leválnak és fehérré válnak a repedés nyírási területének közelében. Ha egyirányú UHMWPE szálerősítésű gyantát használnak, repedések jelennek meg a mintában a bevágás irányára merőlegesen; Az I-alakú UHMWPE szálas, merőleges szövött szövet használatával a gyanta fokozására passziváció léphet fel a minta bevágásának tetején, és a felhalmozódott képlékeny deformáció mikrorepedéseket okozhat, amelyek feszültségkoncentrációs pontokká válhatnak, és műanyag tönkremenetelhez vezethetnek.