A alta performance das fibras de polietileno de ultramega peso molecular (UHMWPE) é uma questão fundamental no campo das fibras poliméricas de alta resistência e módulo, enquanto o mecanismo sinérgico entre o peso molecular da matéria-prima, a microestrutura e a rota de processamento ainda não está claro. Este estudo centra-se em UHMWPE de diferentes pesos moleculares para fiação, baseado num processo fora do equilíbrio envolvendo fiação em gel e estiramento em múltiplas fases, revelando sistematicamente a correlação intrínseca entre a estrutura da matéria-prima, a evolução da topologia da cadeia e o comportamento de estiramento. Os resultados mostram que simplesmente aumentar o peso molecular não melhora diretamente as propriedades mecânicas, sendo suas vantagens liberadas através da desconstrução de entrelaçamentos e da reorganização da orientação. Matérias-primas com distribuição de tamanho de partículas concentrada e estrutura porosa moderada favorecem a formação de uma rede de gel estável. Controlando a temperatura e a velocidade do parafuso, as fibras de gel congelado com diferentes pesos moleculares médios viscosos iniciais podem ser controladas até cerca de 3,60×10⁶ g/mol; contudo, diferentes caminhos temperatura-cisalhamento introduzem uma estrutura topológica fora do equilíbrio e geram um efeito de memória topológica durante o processo de estiramento, influenciando continuamente a flexibilidade da cadeia e as propriedades mecânicas. Sistemas de peso molecular médio com maior flexibilidade da cadeia favorecem a orientação por estiramento em alto grau. Este trabalho oferece novas ideias de design para a fabricação engenheirada de fibras UHMWPE de alto desempenho.

polietileno de ultramega peso molecular; fiação em gel; efeito de memória topológica; cinética de estiramento; propriedades mecânicas