Οι ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE), γνωστές και ως ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού συντελεστή (UHMPE) ή ίνες πολυαιθυλενίου εκτεταμένης αλυσίδας (ECPE), είναι οι ίνες υψηλού συντελεστή υψηλής αντοχής τρίτης γενιάς που εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Το σχετικό μοριακό του βάρος κυμαίνεται από 1 εκατομμύριο έως 6 εκατομμύρια, και το μοριακό του σχήμα είναι μια δομή γραμμικής εκτεταμένης αλυσίδας. Ο προσανατολισμός του είναι κοντά στο 100% και η αντοχή του είναι η υψηλότερη μεταξύ των ινών σήμερα, με καλές μηχανικές ιδιότητες. Σύγκριση απόδοσης με άλλες ίνες. Οι ίνες UHMWPE έχουν επίσης εξαιρετικές ιδιότητες όπως αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, χημική διάβρωση, υψηλή ειδική απορρόφηση ενέργειας, χαμηλή διηλεκτρική σταθερά, υψηλή μετάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, χαμηλό συντελεστή τριβής και εξαιρετική αντίσταση κρούσης και κοπής. Ως εκ τούτου, η ίνα UHMWPE είναι ένα ιδανικό υλικό για την κατασκευή μαλακών αλεξίσφαιρων κοστουμιών, αλεξίσφαιρων γιλέκων, ελαφρών αλεξίσφαιρων κρανών, καλυμμάτων ραντάρ, αλεξίσφαιρης θωράκισης για μετρητά, αλεξίσφαιρης θωράκισης ελικοπτέρων, καλωδίων πλοίων και θαλάσσιων σκαφών, ελαφρών δοχείων υψηλής πίεσης, αεροδιαστημικής εξαρτήματα, κλουβιά ανθεκτικά στους ανέμους και τα κύματα βαθέων υδάτων, δίχτυα ψαρέματος, αγωνιστικά σκάφη, ιστιοπλοϊκά, έλκηθρα σκι κ.λπ. Λόγω της εξαιρετικής απόδοσης και της τεράστιας δυνατότητας εφαρμογής των ινών UHMWPE, οι ίνες UHMWPE και τα σύνθετα υλικά τους έχουν λάβει ευρεία προσοχή τόσο στο εσωτερικό όσο και διεθνώς τα τελευταία χρόνια.
Η απόδοση αξονικής συμπίεσης των σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες UHMWPE είναι σχετικά χαμηλή και ακόμη και μετά την επεξεργασία, η αξονική αντοχή συμπίεσης των σύνθετων υλικών sK66/εποξειδών είναι μόνο 54,4 MPa (sK66 είναι η εμπορική ονομασία της ίνας UHMWPE). Όταν το δείγμα συμπιέζεται στο 70% του τελικού φορτίου, αρχίζει να εμφανίζεται πλαστική παραμόρφωση και σταδιακά αυξάνεται, οδηγώντας σε αστοχία διάτμησης έως ότου το δείγμα αστοχήσει, αλλά δεν συνεχίζει να ανοίγει. Ο κύριος μηχανισμός αστοχίας συμπίεσης τέτοιων υλικών είναι η αστάθεια των ινών UHMWPE υπό συμπίεση και η αποκόλληση της διεπιφάνειας κάμψης. Επιπλέον, η απόδοση κάμψης των σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες UHMWPE είναι επίσης πολύ χαμηλή. Για παράδειγμα, η υψηλότερη αντοχή κάμψης του επεξεργασμένου σύνθετου υλικού SK66/εποξειδικού υλικού είναι μόνο 150 MPa, που είναι περίπου το 1/7 της αντοχής σε εφελκυσμό. Όταν η φέρουσα ικανότητα του συμπιεσμένου τμήματος υπερβαίνει τη θλιπτική αντοχή των ινών SK66 υπό ροπή κάμψης, οι ίνες γίνονται ασταθείς, οδηγώντας σε αποκόλληση. Το εφελκυστικό τμήμα είναι αποκολλημένο λόγω της αποκόλλησης των ινών και της ρητίνης. Αστοχία στρώμα-στρώμα, που τελικά οδηγεί σε αστοχία όλκιμης κάμψης. Η αποκόλληση κάμψης είναι ο κύριος μηχανισμός αστοχίας κάμψης αυτού του τύπου υλικού. Ο Xian Xingjuan και άλλοι μελέτησαν περαιτέρω την αντοχή στη θραύση και τη διάδοση ρωγμών των σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες UHMWPE. Υιοθέτησαν μια μέθοδο φόρτωσης κάμψης τριών σημείων, με εγκοπή μονής όψης στο δείγμα, και ο λόγος του μήκους της εγκοπής (α) προς το πλάτος του δείγματος (w) ήταν 0,3. Η παραμόρφωση και η διάδοση των ρωγμών κατάγματος παρατηρήθηκαν και φωτογραφήθηκαν με τη χρήση τηλεφωτομικροσκόπιου. Πειράματα έδειξαν ότι η μήτρα LDPE έχει υψηλότερη αντοχή στη θραύση από την εποξική μήτρα και επομένως μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια. Όταν το φορτίο κάμψης της μήτρας LDPE φτάσει την κρίσιμη τιμή, το άκρο της ρωγμής γίνεται παθητικό και οι ίνες αποσπώνται και γίνονται λευκές κοντά στην περιοχή διάτμησης της ρωγμής. Εάν χρησιμοποιηθεί μονοκατευθυντική ρητίνη ενισχυμένη με ίνες UHMWPE, οι ρωγμές θα εμφανιστούν κάθετες προς την κατεύθυνση της εγκοπής στο δείγμα. Χρησιμοποιώντας ορθογώνιο υφαντό ύφασμα από ίνες UHMWPE σχήματος I για ενίσχυση της ρητίνης, μπορεί να συμβεί παθητικοποίηση στην κορυφή της εγκοπής του δείγματος και η συσσωρευμένη πλαστική παραμόρφωση μπορεί να προκαλέσει μικρορωγμές, να γίνουν σημεία συγκέντρωσης τάσεων και να οδηγήσουν σε αστοχία πλαστικού.