超高模量聚乙烯简称(UHMPE)纤维化学上不活泼,表面能低,表面缺乏极性基团,且超高模量聚乙烯纤维是高度对称的亚甲基结构,使得纤维具有很高的结晶度和取向度。这一方面保证其具有较高的力学强度,另一方面也使得纤维表面的化学惰性特别突出,集中表现在与树脂基体制成复合材料后,界面结合力很低。因此需对超高模量聚乙烯纤维改性。本文主要研究了超高模量聚乙烯纤维经低温等离子表面处理后与环氧树脂的粘结性能复合材料的各项力学性能,并把UHMPE纤维和E-玻璃纤维混合制成复合材料进行测试。研究表明:(1)经低温等离子体表面处理UHWMPE纤维在表面引入了含氧极性基团,纤维表面被等离子体刻蚀,与环氧树脂键合、机械锁联。拔出强度提高5倍左右;纤维强度损失10%左右。 (2)UHMPE纤维轻等离子体处理,对其复合材料的拉伸、弯曲性能影响不大;但对层间剪切影响力,ILSS提高57%;抗冲击性、极限应变有所下降。(3)经SEM观察分析,低温等离子体表面处理UHMPE纤维的破坏首先发生在纤维表层,呈剪切破坏。(4)UHMPE纤维复合材料刚度低、韧性、弯曲性好,质轻;比模量、比强度与E-玻璃纤维属同一数量级。(5)UHMPE纤维与其它纤维混杂,彼此的物理力学性能在其复合材料中得到相互补充,混杂效应提高15%。(6) UHMPE纤维复合材料缺点可以通过混合其它纤维而加以克服。