Serat UHMWPE telah menjadi jenis serat berteknologi tinggi yang penting karena kinerjanya yang sangat baik, namun karena karakteristik strukturalnya, ia memiliki cacat kinerja tertentu yang membatasi jangkauan penerapannya. Berbagai metode fisik dan kimia seperti perlakuan plasma dan oksidasi dapat digunakan untuk memodifikasi permukaan serat UHMWPE, yang dapat meningkatkan sifat lemahnya seperti tahan panas, antarmuka, dan ketahanan mulur pada berbagai tingkat. Artikel ini memberikan pengenalan rinci tentang metode modifikasi serat ini dan penerapannya pada tali, peralatan pelindung, dan bidang lainnya.
Serat polietilen dengan berat molekul sangat tinggi (UHMWPE) adalah serat berkinerja tinggi yang muncul setelah serat karbon dan serat aramid. Itu terbuat dari polietilen dengan berat molekul sangat tinggi dengan ekstrusi padat bertekanan tinggi, pemintalan lelehan plastisisasi, pertumbuhan kristal permukaan, peregangan super atau peregangan super lokal, peregangan panas pemintalan gel dan proses lainnya. Ini adalah serat berkinerja tinggi dengan kekuatan tinggi dan modulus tinggi, dan juga memiliki kepadatan rendah (kepadatan:
Sifat unggul lainnya seperti 0.97g/cm3, ketahanan terhadap korosi kimia, ketahanan terhadap benturan, tidak menyerap air, dan kompatibilitas yang baik dengan organisme. Ini telah menunjukkan prospek penerapan yang sangat baik di bidang material khusus dan material komposit.
Namun, karena serat UHMWPE sendiri merupakan rantai panjang linier yang dibentuk oleh gugus metilen non-polar, tidak ada gaya antarmolekul yang kuat antar molekul serat; Permukaan serat bersifat inert secara kimiawi, sehingga sulit membentuk ikatan kimia dengan resin; Permukaan halus disebabkan oleh tingkat kristalisasi dan orientasi yang tinggi yang dibentuk oleh peregangan pembesaran tinggi dalam produksi. Efek gabungan dari semua faktor ini membuat energi permukaan serat menjadi sangat kecil, sehingga sulit untuk membentuk adhesi antarmuka yang baik dengan resin matriks bila digunakan sebagai bahan penguat material komposit. Sejumlah penelitian menunjukkan bahwa material komposit berbahan serat UHMWPE seringkali mengalami kerusakan berupa kerusakan interlayer pada saat digunakan. Akar penyebab masalah ini terletak pada karakteristik struktural serat UHMWPE itu sendiri dan karakteristik proses produksinya. Oleh karena itu, kinerja adhesi antarmuka material komposit berbahan serat UHMWPE menjadi perhatian utama dalam proses preparasi material komposit.