UHMWPE vlákno sa stalo dôležitým high-tech vláknom vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu, ale kvôli jeho štrukturálnym vlastnostiam má určité výkonnostné chyby, ktoré obmedzujú jeho rozsah použitia. Na úpravu povrchu UHMWPE vlákien možno použiť rôzne fyzikálne a chemické metódy, ako je plazmová úprava a oxidácia, čo môže v rôznej miere zlepšiť ich slabé vlastnosti, ako je tepelná odolnosť, rozhranie a odolnosť proti tečeniu. Tento článok poskytuje podrobný úvod do metód modifikácie tohto vlákna a jeho aplikácií v lanách, ochranných pomôckach a iných oblastiach.
Polyetylénové vlákno s ultra vysokou molekulovou hmotnosťou (UHMWPE) je vysokovýkonné vlákno, ktoré sa objavilo po uhlíkových vláknach a aramidových vláknach. Vyrába sa z polyetylénu s ultravysokou molekulovou hmotnosťou vysokotlakovou tuhou extrúziou, plastifikačným zvlákňovaním taveniny, rastom povrchových kryštálov, super naťahovaním alebo lokálnym super naťahovaním, gélovým zvlákňovaním za horúca a inými procesmi. Je to vysokovýkonné vlákno s vysokou pevnosťou a vysokým modulom a má tiež nízku hustotu (hustota:
Ďalšie vynikajúce vlastnosti, ako napríklad 0,97 g/cm3, odolnosť proti chemickej korózii, nárazuvzdornosť, nenasiakavosť vody a dobrá kompatibilita s organizmami. Preukázala vynikajúce aplikačné vyhliadky v oblasti špeciálnych materiálov a kompozitných materiálov.
Avšak vzhľadom na skutočnosť, že samotné vlákna UHMWPE sú lineárne dlhé reťazce tvorené nepolárnymi metylénovými skupinami, medzi molekulami vlákna nepôsobí silná intermolekulárna sila; Povrch vlákien je chemicky inertný, čo sťažuje vytváranie chemických väzieb so živicou; Hladký povrch spôsobený vysokým stupňom kryštalizácie a orientácie vytvorený veľkým zväčšením naťahovania vo výrobe. Kombinovaný účinok všetkých týchto faktorov spôsobuje, že povrchová energia vlákien je veľmi malá, čo sťažuje vytvorenie dobrej adhézie rozhrania s matricovou živicou, keď sa používa ako výstužný materiál pre kompozitné materiály. Početné štúdie ukázali, že kompozitné materiály vyrobené z UHMWPE vlákien sa počas používania často poškodzujú vo forme medzivrstvového poškodenia. Hlavná príčina tohto problému spočíva v štrukturálnych charakteristikách samotných UHMWPE vlákien a charakteristikách výrobných procesov. Preto sa výkon medzifázovej adhézie kompozitných materiálov vyrobených z vlákien UHMWPE stal primárnym záujmom v procese prípravy kompozitných materiálov.