玄武岩长丝属于非金属无机材料,是天然玄武岩矿石在1400-1500℃高温熔融后,经铂铑合金漏板拉丝而成。玄武岩长丝具有强度高,耐高温,化学稳定性高等特点,是一种新型高性能材料。玄武岩长丝在纺织复合材料等方面具有广泛应用前景,与碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维一起,被誉为国家重点发展的四大高性能材料。但玄武岩长丝是一种典型的脆性材料,表面十分光滑,集束性和耐磨性差,给织造带来一系列困难,甚至使织造无法进行,严重制约玄武岩长丝机织物的应用。本课题针对玄武岩长丝表面光滑、不易上浆、难以织造的特点,系统研究了玄武岩长丝的各项性能,采用低温等离子体处理技术对玄武岩长丝进行表面刻蚀处理,选用疏水性浆料对经低温等离子体处理后的玄武岩长丝进行了浆丝试验,主要从以下几方面进行了研究:(1)系统测试玄武岩长丝的各项性能。在实验过程中,设计了一种玄武岩单丝强力及拉伸试验时试样的制作方法,用该试样制作方法制作的试样,克服了传统测试中单丝容易从夹口滑脱的缺陷;该方法的另一优点是制作一次试样可以测试两次,从而提高测试效率。(2)分别采用红外光谱、扫描电镜及长丝性能测试仪器,研究了玄武岩长丝的结构、表面形态及各项力学性能,结果表明,玄武岩长丝表面光滑,无有效有机化学官能团。玄武岩长丝单丝直径为8.03μm,断裂强力为7.74c N,伸长率为2.77%,初始模量为2501.35 c N/dt,静摩擦因数为0.3127,动摩擦因数为0.2147;玄武岩长丝复丝回潮率为0.51%,密度为2.6550 g/cm3,线密度为576旦,断裂强力2571.9c N,伸长率为1.61%,耐磨次数为41.33次,模量为52.83GPa。(3)针对玄武岩长丝表面光滑不易上浆的特点,采用低温等离子体处理技术对玄武岩长丝表面进行刻蚀处理,提高上浆率,增强玄武岩长丝的抱合性。分析了放电功率、放电气压、放电时间对玄武岩长丝强力、摩擦因数的影响。结果表明:放电功率越大、放电气压越低、放电时间越长对玄武岩长丝的处理程度越剧烈。同时,通过正交实验优化确定了工艺参数为放电功率300W、放电气压20Pa、放电时间7min。采用扫描电镜观察等离子体处理前后玄武岩长丝表面形态变化,结果表明等离子体处理对玄武岩长丝表面有刻蚀作用,表面粗糙度增加;经上浆率测试,结果表明经等离子体处理后的玄武岩长丝上浆率明显提高。(4)选择PR-Su变性淀粉、聚丙烯酸酯、PVA-1799、油脂为上浆剂,通过浆料浆膜性能、浆液性能和浆料对玄武岩长丝粘附性的研究,结合玄武岩长丝的性能,确定出适合玄武岩长丝的上浆配方。适合于玄武岩长丝浆丝的浆料配方是PR-Su变性淀粉为37.5Kg、PVA-1799为12.5Kg,聚丙烯酸酯为10Kg,油脂为2Kg。(5)不同含固量对玄武岩长丝的被覆与浸透的影响,直接影响长丝上浆效果。用含固量分别是3%、5%、8%的浆液对等离子体处理后玄武岩长丝上浆,对浆丝的断裂强力、耐磨性、集束性等性能进行测试分析。结果表明,当浆液含固量为5%时,浆丝强力增加,耐磨性、集束性有明显提高。