UHMWPE-kuidusta on tullut tärkeä korkean teknologian kuitulajike erinomaisen suorituskyvyn ansiosta, mutta rakenteellisten ominaisuuksiensa vuoksi siinä on tiettyjä suorituskykyvirheitä, jotka rajoittavat sen käyttöaluetta. UHMWPE-kuitujen pinnan muokkaamiseen voidaan käyttää erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä, kuten plasmakäsittelyä ja hapetusta, mikä voi parantaa niiden heikkoja ominaisuuksia, kuten lämmönkestävyyttä, rajapintaa ja virumiskestävyyttä eriasteisesti. Tämä artikkeli tarjoaa yksityiskohtaisen johdannon tämän kuidun modifiointimenetelmiin ja sen sovelluksiin köydessä, suojavarusteissa ja muilla aloilla.
Ultrakorkean molekyylipainon polyeteenikuitu (UHMWPE) on korkean suorituskyvyn kuitu, joka on syntynyt hiilikuidun ja aramidikuidun jälkeen. Se on valmistettu erittäin korkean molekyylipainon polyeteenistä korkeapaineisella kiinteällä ekstruusiolla, plastisoimalla sulakehruulla, pintakiteen kasvulla, supervenytyksellä tai paikallisella supervenytyksellä, geelikehruu kuumavenytyksellä ja muilla prosesseilla. Se on korkean suorituskyvyn kuitu, jolla on korkea lujuus ja korkea moduuli, ja sillä on myös alhainen tiheys (tiheys:
Muita ylivoimaisia ominaisuuksia, kuten 0,97 g/cm3, kemiallinen korroosionkestävyys, iskunkestävyys, ei-veden imeytyminen ja hyvä yhteensopivuus organismien kanssa. Se on osoittanut erinomaiset sovellusmahdollisuudet erikoismateriaalien ja komposiittimateriaalien alalla.
Kuitenkin johtuen siitä tosiasiasta, että UHMWPE-kuidut itse ovat lineaarisia pitkiä ketjuja, jotka muodostuvat ei-polaarisista metyleeniryhmistä, kuitumolekyylien välillä ei ole voimakasta molekyylien välistä voimaa; Kuitujen pinta on kemiallisesti inertti, mikä vaikeuttaa kemiallisten sidosten muodostamista hartsin kanssa; Tasainen pinta korkeasta kiteytysasteesta ja orientaatiosta, joka muodostuu korkean suurennoksen venymisestä tuotannossa. Kaikkien näiden tekijöiden yhteisvaikutus tekee kuitujen pintaenergian hyvin pieneksi, mikä vaikeuttaa hyvän rajapinnan adheesion muodostamista matriisihartsin kanssa, kun sitä käytetään komposiittimateriaalien lujitemateriaalina. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että UHMWPE-kuiduista valmistetut komposiittimateriaalit vaurioituvat usein käytön aikana välikerrosvaurioina. Tämän ongelman perimmäinen syy piilee itse UHMWPE-kuitujen rakenteellisissa ominaisuuksissa ja tuotantoprosessien ominaisuuksissa. Siksi UHMWPE-kuiduista valmistettujen komposiittimateriaalien rajapintojen tarttumisesta on tullut ensisijainen huolenaihe komposiittimateriaalien valmistusprosessissa.