เส้นใย UHMWPE กลายเป็นเส้นใยไฮเทคที่สำคัญเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม แต่เนื่องจากลักษณะโครงสร้าง จึงมีข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพบางประการที่จำกัดขอบเขตการใช้งาน วิธีการทางกายภาพและเคมีต่างๆ เช่น การบำบัดด้วยพลาสมาและออกซิเดชันสามารถใช้เพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของเส้นใย UHMWPE ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติที่อ่อนแอ เช่น ความต้านทานความร้อน ส่วนต่อประสาน และความต้านทานการคืบในองศาที่แตกต่างกัน บทความนี้จะให้ข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการดัดแปลงเส้นใยนี้และการนำไปใช้ในเชือก อุปกรณ์ป้องกัน และสาขาอื่นๆ
เส้นใยโพลีเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) เป็นเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่เกิดขึ้นหลังจากเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยอะรามิด มันทำจากโพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษโดยการอัดขึ้นรูปของแข็งด้วยแรงดันสูง การปั่นแบบหลอมพลาสติก การเจริญเติบโตของผลึกที่พื้นผิว การยืดแบบพิเศษหรือการยืดแบบพิเศษเฉพาะที่ การยืดแบบเจลแบบหมุนร้อน และกระบวนการอื่น ๆ เป็นเส้นใยประสิทธิภาพสูงที่มีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสสูง และยังมีความหนาแน่นต่ำ (ความหนาแน่น:
คุณสมบัติที่เหนือกว่าอื่นๆ เช่น 0.97g/cm3 ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี ทนต่อแรงกระแทก ไม่ดูดซับน้ำ และเข้ากันได้ดีกับสิ่งมีชีวิต มันแสดงให้เห็นโอกาสการใช้งานที่ยอดเยี่ยมในด้านวัสดุพิเศษและวัสดุคอมโพสิต
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเส้นใย UHMWPE นั้นเป็นสายโซ่ยาวเชิงเส้นที่เกิดจากกลุ่มเมทิลีนที่ไม่มีขั้ว จึงไม่มีแรงระหว่างโมเลกุลที่รุนแรงระหว่างโมเลกุลของเส้นใย พื้นผิวของเส้นใยมีความเฉื่อยทางเคมี ทำให้ยากต่อการสร้างพันธะเคมีกับเรซิน พื้นผิวเรียบที่เกิดจากการตกผลึกในระดับสูงและการวางแนวที่เกิดจากการยืดขยายสูงในการผลิต ผลรวมของปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้ทำให้พลังงานพื้นผิวของเส้นใยมีน้อยมาก ทำให้ยากต่อการสร้างการยึดเกาะที่ดีกับเมทริกซ์เรซิน เมื่อใช้เป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับวัสดุคอมโพสิต การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากเส้นใย UHMWPE มักจะได้รับความเสียหายในรูปแบบของความเสียหายระหว่างชั้นระหว่างการใช้งาน สาเหตุของปัญหานี้อยู่ที่ลักษณะโครงสร้างของเส้นใย UHMWPE และลักษณะของกระบวนการผลิต ดังนั้นประสิทธิภาพการยึดเกาะของวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากเส้นใย UHMWPE จึงกลายเป็นข้อกังวลหลักในกระบวนการเตรียมวัสดุคอมโพสิต