超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维具有低密度、高强度、高模量、耐腐蚀、耐冲击等一系列优良特性,是新一代高性能纤维,具有广阔的应用前景。但UHMWPE纤维表面光滑并呈现化学惰性,与基体材料界面粘结性能差,从而限制了其在复合材料领域中的应用。为解决UHMWPE纤维增强复合材料界面性能差的问题,本文将多酚化合物沉积、氨基硅烷改性、等离子体处理、聚合物接枝、纳米二氧化硅粒子改性等方法结合,对UHMWPE纤维表面进行活化处理,以期寻找一种便捷、高效、经济的改性方法。本文使用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱、X射线衍射、万能材料试验机等测试分析仪器,对改性前后UHMWPE纤维及复合材料的表面形貌结构、晶体结构、化学组成、力学强度和界面剪切强度（IFSS）等性能进行了表征。1.多酚-氨基硅烷改性UHMWPE纤维界面粘结性能研究。受海洋贻贝粘附蛋白仿生技术启发,本文选取了三种含有邻苯二酚基团的多酚化合物,分别是多巴胺（DA）、邻苯二酚（CA）和单宁酸（TA）,在UHMWPE纤维表面生成含有活性基团的涂层,并利用该涂层的反应活性进一步接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）,提高纤维界面性能。实验结果证明,三种多酚化合物都能成功在纤维表面生成涂层,改善了纤维与基体材料的界面粘结性能。具体为:UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的IFSS为5.18 MPa,而经DA、CA、TA改性后,纤维与环氧树脂的IFSS分别提高了68.73%、63.28%、63.32%;此外,使用氨基硅烷二次改性的最优反应条件为硅烷浓度3wt%,反应时间3 h,以此条件二次改性具有多巴胺涂层的UHMWPE纤维,所得到的改性纤维在环氧树脂基中的IFSS达到12.15 MPa,比原始纤维复合材料提高了134.56%;断裂拉伸强度达到了78.5 MPa,比原始纤维复合材料提高了23.23%。2.等离子体处理及聚合物接枝UHMWPE纤维界面粘结性能研究。利用等离子体处理仪在氧气氛围中产生含氧高能粒子,破坏纤维表面原有化学键,生成具有一定反应性的活性基团。并通过优化处理工艺参数,接枝单体小分子生成聚合物涂层,以此改性纤维界面性能。实验结果证明,在等离子体处理功率为80 W,处理时间为3 min时,并在处理时对纤维施加一定轴向张力,此时纤维表面润湿性能最佳,IFSS较原始纤维提升84.36%,且纤维能基本保持原有力学强度;利用等离子体处理后纤维表面产生的自由基成功引发N-羟甲基丙烯酰胺原位聚合,在UHMWPE纤维表面成功生成了稳定的聚合物涂层,其IFSS较原始纤维提高了103.5%。3.氨基硅烷/纳米二氧化硅协同改性UHMWPE纤维界面粘结性能研究。首先将UHMWPE纤维用氧气等离子体处理,再将氨基硅烷改性的纳米二氧化硅粒子接枝到纤维表面,达到协同改善纤维界面性能的目的。实验结果证明,经等离子体和氨基硅烷改性纳米二氧化硅粒子协同改性得到的UHMWPE纤维（U-Si O2纤维）其界面粘结性能较未改性之前得到大幅提升。其中探究了纳米二氧化硅粒子尺寸对纤维界面性能的影响,当纳米二氧化硅粒子尺寸为50 nm时,UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料IFSS最高,为18.22 MPa,比原始纤维复合材料提高了251.73%,断裂拉伸强度为100.1 MPa,比原始纤维复合材料提高了57.14%;此外,U-Si O2纤维在水泥基中的界面粘结性能也得以改善,其IFSS为8.16 MPa,比原始纤维复合材料提高了262.66%。本文通过复合多种纤维表面改性方法对UHMWPE纤维表面进行活化处理,成功改善了UHMWPE纤维界面粘结性能差的状况,且通过成本比较,文中所用材料经济适用性强,改性方法简单易操作,有望实现工业化生产。