เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) หรือที่เรียกว่าเส้นใยโพลีเอทิลีนโมดูลัสสูงพิเศษ (UHMPE) หรือเส้นใยโพลีเอทิลีนสายโซ่ขยาย (ECPE) เป็นเส้นใยโมดูลัสสูงความแข็งแรงสูงรุ่นที่สามที่เกิดขึ้นในต้นปี 1990 น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์มีตั้งแต่ 1 ล้านถึง 6 ล้าน และรูปร่างโมเลกุลเป็นโครงสร้างลูกโซ่ขยายเชิงเส้น การวางแนวอยู่ใกล้ 100% และมีความแข็งแรงสูงที่สุดในบรรดาเส้นใยในปัจจุบัน โดยมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี การเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับเส้นใยอื่น เส้นใย UHMWPE ยังมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความต้านทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลต การกัดกร่อนของสารเคมี การดูดซับพลังงานจำเพาะสูง ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ การส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสูง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และความต้านทานแรงกระแทกและการตัดที่โดดเด่น ดังนั้น เส้นใย UHMWPE จึงเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการผลิตชุดกันกระสุนอ่อน เสื้อกันกระสุน หมวกกันกระสุนน้ำหนักเบา ฝาครอบเรดาร์ เกราะกันกระสุนสำหรับผู้ให้บริการเงินสด เกราะกันกระสุนของเฮลิคอปเตอร์ สายเคเบิลสำหรับเรือและเดินทะเล ภาชนะรับความดันสูงน้ำหนักเบา โครงสร้างการบินและอวกาศ ส่วนประกอบต่างๆ กรงกันลมและคลื่นในทะเลลึก แหจับปลา เรือแข่ง เรือใบ เลื่อนสกี ฯลฯ เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและศักยภาพในการใช้งานมหาศาลของเส้นใย UHMWPE เส้นใย UHMWPE และวัสดุคอมโพสิตจึงได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางทั้งในประเทศและต่างประเทศ ในระดับนานาชาติในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
ประสิทธิภาพการบีบอัดตามแนวแกนของวัสดุคอมโพสิตเสริมด้วยเส้นใย UHMWPE ค่อนข้างต่ำ และแม้หลังการบำบัด ความแข็งแรงในการอัดตามแนวแกนของวัสดุคอมโพสิต sK66/อีพ็อกซี่ก็อยู่ที่ 54.4 MPa เท่านั้น (sK66 เป็นชื่อทางการค้าของเส้นใย UHMWPE) เมื่อตัวอย่างถูกบีบอัดจนถึง 70% ของน้ำหนักสูงสุด การเสียรูปแบบพลาสติกจะเริ่มเกิดขึ้นและค่อยๆ เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดความเสียหายต่อแรงเฉือนจนกว่าตัวอย่างจะล้มเหลว แต่ไม่สามารถเปิดออกต่อไปได้ กลไกหลักของความล้มเหลวในการบีบอัดของวัสดุดังกล่าวคือความไม่เสถียรของเส้นใย UHMWPE ภายใต้การบีบอัดและการหลุดของส่วนต่อประสานการดัด นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการดัดงอของวัสดุคอมโพสิตเสริมใย UHMWPE ก็ต่ำมากเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ความต้านทานการดัดงอสูงสุดของวัสดุคอมโพสิต SK66/อีพ็อกซี่ที่ผ่านการบำบัดแล้วจะมีค่าเพียง 150MPa ซึ่งคิดเป็นประมาณ 1/7 ของความต้านทานแรงดึง เมื่อความสามารถในการรับน้ำหนักของชิ้นส่วนที่ถูกบีบอัดเกินกำลังรับแรงอัดของเส้นใย SK66 ภายใต้โมเมนต์ดัดงอ เส้นใยจะไม่เสถียร ทำให้เกิดการหลุดร่อน ส่วนแรงดึงถูกแยกออกจากกันเนื่องจากการหลุดของเส้นใยและเรซิน ความล้มเหลวทีละชั้น ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการดัดงอในที่สุด การแยกชั้นจากการดัดงอเป็นกลไกความล้มเหลวในการดัดงอหลักของวัสดุประเภทนี้ Xian Xingjuan และคนอื่นๆ ศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับความทนทานต่อการแตกหักและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวของวัสดุคอมโพสิตเสริมใย UHMWPE พวกเขาใช้วิธีการโหลดด้วยการดัดงอแบบสามจุด โดยมีรอยบากด้านเดียวบนตัวอย่าง และอัตราส่วนของความยาวของรอยบาก (a) ต่อความกว้างของตัวอย่าง (w) เท่ากับ 0.3 สังเกตการเสียรูปและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวและถ่ายภาพโดยใช้กล้องจุลทรรศน์เทเลโฟโต้ การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมทริกซ์ LDPE มีความเหนียวแตกหักสูงกว่าเมทริกซ์อีพ็อกซี่ จึงสามารถดูดซับพลังงานได้มากกว่า เมื่อภาระการดัดงอของเมทริกซ์ LDPE ถึงค่าวิกฤต ปลายรอยแตกร้าวจะกลายเป็นแบบพาสซีฟ และเส้นใยจะแยกออกและเปลี่ยนเป็นสีขาวใกล้กับบริเวณแรงเฉือนของรอยแตกร้าว หากใช้เรซินเสริมเส้นใย UHMWPE แบบทิศทางเดียว รอยแตกจะปรากฏขึ้นในแนวตั้งฉากกับทิศทางของรอยบากในตัวอย่าง การใช้ผ้าทอไฟเบอร์ UHMWPE แบบตั้งฉากรูปตัว I เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเรซิน อาจเกิดการทู่ขึ้นที่ด้านบนของรอยบากในตัวอย่าง และการเสียรูปของพลาสติกที่สะสมอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็ก กลายเป็นจุดรวมความเครียดและนำไปสู่ความล้มเหลวของพลาสติก