Włókna polietylenowe o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE), znane również jako włókna polietylenowe o ultrawysokim module sprężystości (UHMPE) lub włókna polietylenowe o przedłużonym łańcuchu (ECPE), to wysokowytrzymałe włókna o wysokim module trzeciej generacji, które pojawiły się na początku lat 90-tych. Jego względna masa cząsteczkowa waha się od 1 miliona do 6 milionów, a jego kształt cząsteczkowy to liniowa struktura o przedłużonym łańcuchu. Jego orientacja jest bliska 100%, a jego wytrzymałość jest najwyższa spośród współczesnych włókien, przy dobrych właściwościach mechanicznych. Porównanie wydajności z innymi włóknami. Włókna UHMWPE mają również doskonałe właściwości, takie jak odporność na promieniowanie ultrafioletowe, korozję chemiczną, wysoką absorpcję energii właściwej, niską stałą dielektryczną, wysoką przepuszczalność fal elektromagnetycznych, niski współczynnik tarcia oraz wyjątkową odporność na uderzenia i przecięcie. Dlatego włókno UHMWPE jest idealnym materiałem do produkcji miękkich kombinezonów kuloodpornych, kamizelek kuloodpornych, lekkich hełmów kuloodpornych, osłon radarowych, pancerza kuloodpornego dla przewoźników gotówki, pancerza kuloodpornego helikopterów, kabli statków i statków oceanicznych, lekkich kontenerów wysokociśnieniowych, konstrukcji lotniczych komponenty, klatki odporne na wiatr i fale głębinowe, sieci rybackie, łodzie regatowe, żaglówki, sanki narciarskie itp. Ze względu na doskonałe właściwości użytkowe i ogromny potencjał aplikacyjny włókien UHMWPE, włókna UHMWPE i ich materiały kompozytowe cieszą się szerokim zainteresowaniem zarówno w kraju, jak i w ostatnich latach na arenie międzynarodowej.
Odporność na ściskanie osiowe materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem UHMWPE jest stosunkowo niska i nawet po obróbce wytrzymałość na ściskanie osiowe materiałów kompozytowych sK66/epoksyd wynosi tylko 54,4 MPa (sK66 to nazwa handlowa włókna UHMWPE). Kiedy próbka jest ściskana do 70% obciążenia ostatecznego, zaczyna pojawiać się odkształcenie plastyczne, które stopniowo wzrasta, co prowadzi do zniszczenia przy ścinaniu, aż do zniszczenia próbki, ale nie dalszego otwierania. Głównym mechanizmem uszkodzeń ściskających takich materiałów jest niestabilność włókien UHMWPE pod wpływem ściskania i odrywanie granicy zginania. Ponadto wytrzymałość na zginanie materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem UHMWPE jest również bardzo niska. Na przykład najwyższa wytrzymałość na zginanie poddanego obróbce materiału kompozytowego SK66/epoksyd wynosi tylko 150 MPa, co stanowi około 1/7 wytrzymałości na rozciąganie. Gdy nośność sprasowanej części przekracza wytrzymałość na ściskanie włókien SK66 pod wpływem momentu zginającego, włókna stają się niestabilne, co prowadzi do rozwarstwienia; Część rozciągliwa ulega rozwarstwieniu w wyniku oderwania się włókien i żywicy. Uszkodzenie warstwa po warstwie, ostatecznie skutkujące uszkodzeniem przy zginaniu plastycznym. Rozwarstwienie przy zginaniu jest głównym mechanizmem uszkodzenia zginania tego typu materiału. Xian Xingjuan i inni dalej badali odporność na pękanie i propagację pęknięć materiałów kompozytowych wzmocnionych włóknem UHMWPE. Przyjęli metodę trójpunktowego obciążenia zginającego, z jednostronnym karbem na próbce, a stosunek długości karbu (a) do szerokości próbki (w) wynosił 0,3. Zaobserwowano deformację i propagację pęknięć i sfotografowano je za pomocą teleobiektywu. Eksperymenty wykazały, że matryca LDPE ma wyższą odporność na pękanie niż matryca epoksydowa, a zatem może absorbować więcej energii. Gdy obciążenie zginające osnowy LDPE osiągnie wartość krytyczną, wierzchołek pęknięcia staje się pasywny, a włókna oddzielają się i stają się białe w pobliżu obszaru pęknięcia przy ścinaniu. W przypadku zastosowania jednokierunkowej żywicy wzmocnionej włóknem UHMWPE, pęknięcia pojawią się prostopadle do kierunku karbu w próbce; Dzięki zastosowaniu ortogonalnej tkaniny z włókien UHMWPE w kształcie litery I w celu wzmocnienia żywicy, pasywacja może wystąpić w górnej części karbu w próbce, a nagromadzone odkształcenie plastyczne może spowodować mikropęknięcia, stając się punktami koncentracji naprężeń i prowadzącymi do zniszczenia plastycznego.