等离子体处理改性芳纶纤维表面性能

芳香族聚酰胺纤维是美国杜邦公司最先研制的一种高性能纤维，在我国通称芳纶。其分子结构中至少85%的酰胺键直接键合在芳香环上，且重复单元酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原子相连，这种结构导致其具有很多优异的性能，比如高强、高模、耐热性、耐化学性、耐冲击、耐腐蚀及阻燃性能等。目前，芳纶纤维已经被广泛应用于军事、航空航天等领域，尤其在汽车减重节能减排、新能源开发、国防、航空航天等各方面，其具有不可替代的作用。

虽然芳纶纤维的结构赋予了其出色的性能，但是分子结构中大量存在的苯环不易自由旋转和移动，同时影响了酰胺基团和其他基团间的氢键作用或化学反应，导致芳纶纤维表面光滑、附着力差、不易发生化学反应，因此芳纶纤维与基体间的粘合性很小。为了更好地发挥芳纶纤维的优异性能，拓宽其应用，必须对芳纶纤维进行表面改性。

等离子表面改性

利用等离子体改性芳纶纤维表面是最近研究的热点，等离子表面改性可以分为表面刻蚀和表面接枝两种。等离子体表面刻蚀是利用等离子体使芳纶纤维表面形成凹坑，表面变粗糙，增大其表面积和握紧力，从而改善与基体间的粘合性能;等离子体表面接枝是利用等离子体引发基体高聚物结构中的基团产生自由基，这种自由基随后可进行裂解、自由基转移、氧化和耦合等反应在聚合物表面产生小分子活性基团，或者引发其他单体进行聚合，在聚合物表面产生大分子聚合物。这两种方法都可以增大芳纶纤维的表面粗糙度，从而改善芳纶纤维的表面性能。

等离子体处理在不改变芳纶纤维本体化学结构的同时在纤维表面引入新的极性基团，使惰性的纤维表面得以活化。等离子体处理在芳纶纤维表面产生了化学作用和物理效应，使较为光滑的纤维表面粗糙化。等离子体处理大幅度提高了芳纶纤维表面的浸润性能，有助于提高纤维与树脂基体的粘结作用和复合材料界面的性能。