Η ίνα UHMWPE έχει γίνει μια σημαντική ποικιλία ινών υψηλής τεχνολογίας λόγω της εξαιρετικής απόδοσής της, αλλά λόγω των δομικών χαρακτηριστικών της, έχει ορισμένα ελαττώματα απόδοσης που περιορίζουν το εύρος εφαρμογής της. Διάφορες φυσικές και χημικές μέθοδοι, όπως η επεξεργασία πλάσματος και η οξείδωση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροποποίηση της επιφάνειας των ινών UHMWPE, οι οποίες μπορούν να βελτιώσουν τις αδύναμες ιδιότητές τους, όπως αντοχή στη θερμότητα, διεπαφή και αντίσταση ερπυσμού σε διάφορους βαθμούς. Αυτό το άρθρο παρέχει μια λεπτομερή εισαγωγή στις μεθόδους τροποποίησης αυτής της ίνας και τις εφαρμογές της σε σχοινιά, προστατευτικό εξοπλισμό και άλλους τομείς.
Η ίνα πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους (UHMWPE) είναι μια ίνα υψηλής απόδοσης που προέκυψε μετά τις ίνες άνθρακα και τις ίνες αραμιδίου. Είναι κατασκευασμένο από πολυαιθυλένιο εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους με εξώθηση στερεού υψηλής πίεσης, περιδίνηση τήγματος πλαστικοποίησης, ανάπτυξη κρυστάλλων επιφάνειας, σούπερ τέντωμα ή τοπικό σούπερ τέντωμα, θερμό τέντωμα περιστροφής γέλης και άλλες διαδικασίες. Είναι μια ίνα υψηλής απόδοσης με υψηλή αντοχή και υψηλό συντελεστή, και έχει επίσης χαμηλή πυκνότητα (πυκνότητα:
Άλλες ανώτερες ιδιότητες όπως 0,97 g/cm3, αντοχή στη χημική διάβρωση, αντοχή σε κρούση, μη απορρόφηση νερού και καλή συμβατότητα με οργανισμούς. Έχει δείξει εξαιρετικές προοπτικές εφαρμογής στον τομέα των ειδικών υλικών και των σύνθετων υλικών.
Ωστόσο, λόγω του γεγονότος ότι οι ίδιες οι ίνες UHMWPE είναι γραμμικές μακριές αλυσίδες που σχηματίζονται από μη πολικές ομάδες μεθυλενίου, δεν υπάρχει ισχυρή διαμοριακή δύναμη μεταξύ των μορίων των ινών. Η επιφάνεια των ινών είναι χημικά αδρανής, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον σχηματισμό χημικών δεσμών με τη ρητίνη. Ομαλή επιφάνεια που προκαλείται από υψηλό βαθμό κρυστάλλωσης και προσανατολισμό που σχηματίζεται από τέντωμα υψηλής μεγέθυνσης στην παραγωγή. Η συνδυασμένη επίδραση όλων αυτών των παραγόντων καθιστά την επιφανειακή ενέργεια των ινών πολύ μικρή, καθιστώντας δύσκολη τη δημιουργία καλής διεπαφής πρόσφυσης με τη ρητίνη μήτρας όταν χρησιμοποιείται ως ενισχυτικό υλικό για σύνθετα υλικά. Πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει ότι τα σύνθετα υλικά που κατασκευάζονται από ίνες UHMWPE συχνά καταστρέφονται με τη μορφή ζημιάς μεταξύ των στρωμάτων κατά τη χρήση. Η βασική αιτία αυτού του προβλήματος έγκειται στα δομικά χαρακτηριστικά των ίδιων των ινών UHMWPE και στα χαρακτηριστικά των διαδικασιών παραγωγής. Ως εκ τούτου, η διεπιφανειακή απόδοση πρόσφυσης σύνθετων υλικών από ίνες UHMWPE έχει γίνει το πρωταρχικό μέλημα στη διαδικασία προετοιμασίας των σύνθετων υλικών.