Sợi polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE), còn được gọi là sợi polyetylen mô đun cực cao (UHMPE) hoặc sợi polyetylen chuỗi mở rộng (ECPE), là sợi mô đun cường độ cao thế hệ thứ ba xuất hiện vào đầu những năm 1990. Trọng lượng phân tử tương đối của nó dao động từ 1 triệu đến 6 triệu và hình dạng phân tử của nó là cấu trúc chuỗi mở rộng tuyến tính. Định hướng của nó gần 100% và độ bền của nó cao nhất trong số các loại sợi hiện nay, có tính chất cơ học tốt. So sánh hiệu suất với các loại sợi khác. Sợi UHMWPE còn có các đặc tính tuyệt vời như khả năng chống bức xạ cực tím, ăn mòn hóa học, hấp thụ năng lượng riêng cao, hằng số điện môi thấp, độ truyền sóng điện từ cao, hệ số ma sát thấp, khả năng chống va đập và cắt vượt trội. Do đó, sợi UHMWPE là vật liệu lý tưởng để chế tạo bộ đồ chống đạn mềm, áo chống đâm, mũ chống đạn nhẹ, vỏ radar, áo giáp chống đạn cho người vận chuyển tiền mặt, áo giáp chống đạn trực thăng, cáp tàu biển và tàu biển, thùng chứa áp suất cao nhẹ, kết cấu hàng không vũ trụ. các bộ phận, lồng chống sóng và gió biển sâu, lưới đánh cá, thuyền đua, thuyền buồm, xe trượt tuyết, v.v. Do hiệu suất tuyệt vời và tiềm năng ứng dụng to lớn của sợi UHMWPE, sợi UHMWPE và vật liệu composite của chúng đã nhận được sự quan tâm rộng rãi cả trong nước và quốc tế trong những năm gần đây.
Hiệu suất nén dọc trục của vật liệu composite gia cố sợi UHMWPE tương đối thấp và ngay cả sau khi xử lý, cường độ nén dọc trục của vật liệu composite sK66/epoxy chỉ là 54,4 MPa (sK66 là tên thương mại của sợi UHMWPE). Khi mẫu được nén đến 7{13}}% tải trọng giới hạn, biến dạng dẻo bắt đầu xảy ra và tăng dần, dẫn đến hiện tượng trượt cắt cho đến khi mẫu bị hỏng nhưng không tiếp tục mở. Cơ chế chính gây ra lỗi nén của các vật liệu này là sự mất ổn định của sợi UHMWPE khi bị nén và sự tách rời của bề mặt uốn. Ngoài ra, hiệu suất uốn của vật liệu composite gia cố bằng sợi UHMWPE cũng rất thấp. Ví dụ, độ bền uốn cao nhất của vật liệu composite SK66/epoxy đã qua xử lý chỉ là 150MPa, tức là khoảng 1/7 độ bền kéo. Khi khả năng chịu tải của phần bị nén vượt quá cường độ nén của sợi SK66 dưới mô men uốn, sợi trở nên mất ổn định dẫn đến hiện tượng tách lớp; Phần kéo bị tách lớp do sự tách rời của sợi và nhựa. Thất bại từng lớp, cuối cùng dẫn đến hư hỏng uốn dẻo. Phân tách uốn là cơ chế hỏng uốn chính của loại vật liệu này. Xian Xingjuan và những người khác đã nghiên cứu sâu hơn về độ bền đứt gãy và sự lan truyền vết nứt của vật liệu composite gia cố bằng sợi UHMWPE. Họ đã áp dụng phương pháp tải uốn ba điểm, với một khía một mặt trên mẫu và tỷ lệ giữa chiều dài khía (a) và chiều rộng mẫu (w) là 0,3. Sự biến dạng và sự lan truyền của vết nứt gãy được quan sát và chụp ảnh bằng kính hiển vi tele. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng nền LDPE có độ bền đứt gãy cao hơn nền epoxy và do đó có thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn. Khi tải trọng uốn của ma trận LDPE đạt đến giá trị tới hạn, đầu vết nứt trở nên thụ động và các sợi tách ra và chuyển sang màu trắng ở gần vùng cắt của vết nứt. Nếu sử dụng nhựa gia cố sợi UHMWPE một chiều, các vết nứt sẽ xuất hiện vuông góc với hướng của vết khía trên mẫu; Bằng cách sử dụng vải dệt trực giao bằng sợi UHMWPE hình chữ I để tăng cường nhựa, quá trình thụ động có thể xảy ra ở đỉnh rãnh trong mẫu và biến dạng dẻo tích lũy có thể gây ra các vết nứt vi mô, trở thành điểm tập trung ứng suất và dẫn đến hư hỏng nhựa.