PPTA纤维全称聚对苯二甲酰对苯二胺纤维,它是一种高科技纤维。由于其具有优异的性能如超高强度、高模量和耐高温而成为复合材料中最常用、最重要的增强材料之一。然而PPTA纤维表面光滑、表面因缺少活性与极性基团而呈化学惰性、表面自由能低,在与树脂复合时,树脂不能很好地浸润纤维表面,纤维与树脂基体间的相互作用力较弱,从而影响二者的界面性能,最终导致复合材料无法最大限度地发挥各组分的优异性能。因此,亟需采取有效的改性方法对PPTA纤维表面进行修饰,以提高PPTA纤维/树脂基体间的浸润性能与界面粘结性能。本文主要运用酶催化引发接枝法和等离子体引发接枝聚合法处理纤维,并比较分析结果;运用拉曼光谱技术探讨了PPTA纤维/环氧树脂界面应力传递行为。本文首先探讨了生物酶催化接枝处理对PPTA纤维/环氧树脂界面剪切强度的影响,运用正交试验方法探讨最佳处理条件,对处理前后纤维表面元素组成及官能团变化进行了红外光谱测试(IR)及X射线光电子能谱测试(XPS),对纤维表面形貌及粗糙度进行了场发射扫描电镜(SEM)和原子力显微镜测试(AFM),采用微脱粘法对处理前后单根PPTA纤维/环氧树脂间界面剪切强度(IFSS)进行了表征,此外还对纤维的蠕变性能进行了表征,最后通过力学性能测试、X射线衍射(XRD)、热重分析仪(TG)对处理前后纤维的力学性能、结晶性能及热性能进行了分析。结果表明:处理后,纤维表面出现了环氧官能团,O/C比显著增加,粗糙度提升,最佳反应条件(反应温度48℃,酶浓度0.01 mg/mL,单体浓度5%,氧化剂浓度0.03 g/mL,ph值6.9)下ifss值最大提高了34%;蠕变伸长率降低了33.5%,力学性能、结晶性能以及热性能并未受到明显影响。其次采用bdb等离子体引发接枝聚合技术对ppta纤维进行改性,使纤维表面接枝上聚甲基丙烯酸缩水甘油酯,探讨了接枝单体浓度、接枝时间、接枝温度对纤维/环氧树脂基复合材料界面粘结性能的影响,运用正交实验手段探讨了最佳处理条件,并对处理前后纤维的表面元素、粗糙度、结晶性能、热性能、力学性能进行了表征;将等离子体引发接枝改性效果与之前面提到的酶催化引发接枝改性效果做了分析比较。结果发现:与生物酶催化接枝处理方法相比,该方法处理后,纤维表面c含量降低幅度及o含量增加幅度均较强,表面形成更多凸起及更多环氧官能团;该改性方法的最佳处理条件是:温度为120℃,单体浓度为18%,时间为30min,此时ifss值提高了43%;等离子体引发接枝聚合法更有利于提高纤维与树脂基体之间的粘结性能,但对纤维的结晶度、热性能及力学性能的损伤更大,如处理后纤维的断裂强度降低了16%。最后采用拉曼光谱与微滴包埋拔出试验相结合的方法研究了复合材料界面微观力学行为。先对纤维施加大小不等的应力,计算出频移与应力之间的关系,再对纤维施加一定大小的应力,研究改性前后微滴内部纤维轴向不同位置处应力值及应力传递行为,最后对处理前后纤维增强环氧树脂基复合材料界面性能进行研究。结果表明:ppta纤维g’峰的拉曼频移与应力成直线关系,频移敏感系数为3.59cm-1/gpa;对环氧树脂微滴包埋纤维未施加力时,微滴内部纤维轴向应力分布呈“m”形状,即端点处与中心处轴向所受应力几乎为0gpa,在距离微滴端点40um处应力达到最大;当施加0.36gpa和0.51gpa外力时,应力分布呈“u”字形,即端点处应力最大,在中心处达到最小,且纤维轴上应力均小于外界作用力;在施加相同应力时,处理后纤维轴向应力均小于未处理纤维轴向应力,纤维与树脂间应力传递效果更好,说明二者之间粘结性能更好;纤维轴向界面切应力分布呈反对称图形,未处理纤维轴向的ISS值小于处理后纤维轴向的ISS值。