초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유의 고성능화는 고강도 고탄성 중합체 섬유 분야의 핵심 문제이며, 원료 분자량, 미세구조 및 가공 경로 간의 협력 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다. 본 연구는 다양한 분자량 방적용 UHMWPE를 대상으로 하여 겔 방적과 다단계 인장이라는 비평형 공정을 기반으로 원료 구조, 사슬 토폴로지 진화 및 인장 거동 간의 내적 연관성을 체계적으로 규명하였습니다. 결과는 단순히 분자량을 증가시키는 것만으로는 역학적 성능을 직접 향상시키기 어렵고, 그 장점은 얽힘 해체 및 방향 재조정을 통해 발현되어야 함을 보여줍니다. 입자 크기 분포가 집중되고 미세구조가 적당한 원료가 안정적인 겔 네트워크 형성에 더 유리합니다. 스크류 온도 및 회전 속도를 조절하여 초기 점도 평균 분자량이 다른 동결 겔 섬유를 약 3.60×10⁶ g/mol로 제어할 수 있지만, 다른 온도-전단 경로는 비평형 사슬 토폴로지 구조를 도입하고 인장 과정에서 토폴로지 기억 효과를 발생시켜 사슬 유연성과 역학적 성능에 지속적인 영향을 미칩니다. 사슬 유연성이 높은 중간 분자량 시스템이 고배 인장 방향성을 구현하는 데 더욱 유리합니다. 본 연구는 고성능 UHMWPE 섬유의 공학적 제조에 새로운 설계 아이디어를 제공합니다.

초고분자량 폴리에틸렌; 겔 방적; 토폴로지 기억 효과; 인장 동역학; 역학적 성능