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超高分子量聚乙烯(UHWMPE)纤维具有质轻、强度高、模量大、抗冲击性能优异等优点,被视为新一代防弹装备的理想原料。但是,UHMWPE纤维表面光滑、缺少活性基团,与树脂基体的界面作用较弱,导致了其增强的复合材料在受到子弹高速抗冲击时,界面易于开裂,能量耗散状况不佳,容易出现防弹失效事故。这些严重影响着防弹装备的性能与推广。因此,开发一种不仅能有效提高UHMWPE纤维增强树脂基复合材料界面性能,并且改性纤维力学性能保持率高的表面改性方法,对制备新一代防弹性能优异、轻便安全的个人防护装备意义重大。本文以提高UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能为目标。研究了多尺度杂化改性方法对UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响。结果表明两种方法均能有效改善复合材料的界面性能,且UHMWPE纤维/氨基活化氧化石墨烯(KH550-GO)多尺度杂化增强体能更好的调控界面形貌,更有效的改善复合材料界面性能。本文的具体研究如下:(1)首先,采用协同多尺度杂化改性的方法,即环氧基团功能化的聚多巴胺(PDA)粒子涂覆改性UHMWPE纤维与活化氧化石墨烯(M2070-GO)改善环氧树脂相协同的方法,改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面性能。结果表明:由于PDA纳米粒子表面改性纤维与M2070-GO改性环氧树脂间的浸润性、机械互锁以及化学键合作用的增加,两者的粘结性能显著提高。在整个研究体系中,0.6 wt%M2070-GO改性的环氧树脂与M-UHMWPE纤维间的兼容性最好,界面剪切强度(IFSS)最高。IFSS由2.69 MPa增加到12.86 MPa,增幅达382.0%。其中,PDA-g-M2070-GO的化学键合作用是影响界面性能的主要因素,而PDA与UHMWPE纤维间的相互作用决定了界面强度的极限。2)将KH550-GO以γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为“桥”,化学接枝到氧等离子体预处理的UHMWPE纤维表面,制备UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度杂化增强体。KH550-GO改性层增加了UHMWPE纤维的表面粗糙度,提升了纤维与环氧树脂的机械互锁作用;在纤维表面引入的活性基团,改善了纤维与环氧树脂基体间的兼容性。然而这些因素对UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面性能的提升作用都是次要的。KH550-GO改性层与环氧树脂基体间形成的化学键合作用才是决定复合材料界面性能的主要作用。改性后,复合材料的IFSS由2.72 MPa增加到了21.97 MPa,增加幅度达707.7%。UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体/环氧树脂复合材料发生界面脱粘破坏时,环氧树脂基体的断裂为韧性断裂,表明KH550-GO杂化层能够有效的增加界面韧性。