芳纶纤维具有低密度、高强度、高模量和高耐热性等性能,芳纶/树脂复合材料广泛应用于交通运输、防弹背心、电缆和国防等领域。近年来,随着臭氧层被破坏,照射到地面的紫外光增加,长期紫外光照射下纤维会发生光老化降解,影响纤维的寿命,制约其应用,因此需要提高芳纶纤维的抗光降解能力。由于氧原子比较容易渗透进入纤维/微纤界面,较难渗透进入结晶区,所以光降解一般发生在纤维/微纤界面。同时,芳纶纤维分子链结晶度高,表面光滑,粗糙度低及表面惰性,阻碍芳纶纤维与树脂的界面结合。因此,通过对芳纶纤维表面改性提高纤维与树脂界面结合力非常重要。本文通过超临界CO₂的携带作用下将TiO₂的前驱体钛酸四正丁酯（TBT）对芳纶纤维进行改性,然后在将含有前驱体的纤维在超临界CO₂下进行水解制备TiO₂。研究超临界CO₂的压力温度对TiO₂及芳纶纤维抗光老化性能及纤维力学性能界面性能的影响。利用X射线衍射仪（XRD）,傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）,场发射扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱分析（XPS）,热重分析（TG）紫外-可见光谱仪（UV-Vis）和单纤维测试,接触角测试和微球脱粘测试研究了超临界CO₂处理对芳纶的结构、形貌、表面组成、热稳定性、光稳定性和力学性能和界面性能的影响。主要结果如下:（1）超临界CO₂辅助制备TiO₂工艺研究,研究压力和温度条件对制备TiO₂表面形貌及纳米颗粒大小的影响。XRD和SEM的研究表明,超临界CO₂辅助制备的TiO₂为无定形态,TiO₂同时在纤维表面及在纤维内部微纤/原纤之间合成。纤维表面的TiO₂含量随着超临界CO₂压力的增加而增加,主要是由于超临界CO₂密度随着压力增大而增大,CO₂携带到的TBT的含量增加。但是当压力过高时,TiO₂在分子间作用力的作用下形成团聚体,并形成大颗粒,不均匀地附着在纤维表面并且容易受到外力作用而脱落,TiO₂的含量降低。当压力不变时,TBT在CO₂中的溶解度随温度的升高而增加,所以随着温度的升高TiO₂量增加。当温度过高时,超临界CO₂的密度降低,CO₂携带TBT的含量降低,因此水解得到的TiO₂的含量降低。SEM和XPS的研究表明,当超临界压力为15MPa时,温度为100°C时,TiO₂的含量最多且粒子平均直径小,O/C比值从0.23增加到0.35,Ti元素含量最高,达2.53%。因此,超临界制备TiO₂最佳的超临界条件为15MPa,100°C。（2）研究超临界CO₂不同压力和温度条件辅助制备TiO₂对芳纶纤维力学性能和抗光老化性能的影响。超临界CO₂改性后的芳纶纤维的模量和强度都有提高。对芳纶纤维进行不同时间的模拟紫外光老化实验,研究改性后纤维的抗老化性能的影响。经紫外线照射168 h后,未处理的芳纶纤维的拉伸强度和模量保持率分别为81.48%和51.41%,单丝强度和模量严重下降,纤维表面出现明显的刻蚀坑、沟槽和条纹,损坏严重。超临界处理后的样品单丝强度和模量下降很小,超临界压力和温度为15MPa,100°C时纤维的保持率相比其他样品高,单丝强度和模量保持率分别为86.34%和65.03%,其单丝强度和模量保持率比未处理纤维分别提高了4.86%和13.62%,说明CO₂辅助在芳纶的表面和纤维/微纤界面同时制备TiO₂能有效提高芳纶纤维的抗光老化性能。（3）研究超临界CO₂协助TBT和TiO₂对芳纶表面性能的影响。与未处理的芳纶纤维相比,改性后的芳纶含氧极性基团数量增加,IFSS值增大。当超临界的压力和温度为15MPa,100°C时,TBT和TiO₂改性后芳纶与环氧树脂接触角值最低,其值分别为83.18°和77.6°,表明在此条件下制备芳纶纤维与树脂浸润性最好。同时,超临界的压力和温度为15MPa,100°C时,TBT和TiO₂改性后的IFSS值最高,IFSS比未处理的芳纶纤维提高了57%和80.42%。实验表明,超临界CO₂协助TBT和TiO₂改性AF-Ш是提高其表面性能的有效途径,在复合材料领域具有广阔的应用前景。