La mejora del rendimiento de las fibras de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) es un problema clave en el campo de las fibras poliméricas de alta resistencia y módulo, mientras que el mecanismo sinérgico entre el peso molecular del material, la estructura microscópica y la ruta de procesamiento aún no está claro. Este estudio toma como objeto UHMWPE de diferentes pesos moleculares para hilado, y basado en el proceso no equilibrado de hilado en gel y estiramiento en múltiples etapas, revela sistemáticamente la relación intrínseca entre la estructura del material, la evolución de la topología de la cadena y el comportamiento de estiramiento. Los resultados muestran que simplemente aumentar el peso molecular no mejora directamente las propiedades mecánicas, sus ventajas deben liberarse mediante la desestructuración del enredo y la reorganización de la orientación. Los materiales con distribución de tamaño de partícula concentrada y estructura de poros moderada favorecen la formación de una red de gel estable. Mediante el control de la temperatura del tornillo y la velocidad, las fibras de gel congelado con diferentes pesos moleculares viscosos iniciales pueden controlarse hasta aproximadamente 3.60×10⁶ g·mol^-1, pero diferentes rutas temperatura-cizalladura introducirán una estructura de topología de cadena no equilibrada y generarán un efecto de memoria topológica durante el estiramiento, lo que afecta continuamente la flexibilidad de la cadena y las propiedades mecánicas, siendo los sistemas de peso molecular medio con mayor flexibilidad de cadena más favorables para lograr una orientación por estiramiento elevada. Este trabajo ofrece nuevas ideas de diseño para la preparación ingenieril de fibras UHMWPE de alto rendimiento.

polietileno de ultra alto peso molecular; hilado en gel; efecto memoria topológica; cinética de estiramiento; propiedades mecánicas