碳纖維作為一種重要的纖維材料，以其高比 強(qiáng)度、高比模量、耐高溫耐腐蝕等優(yōu)異性能， 廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備等國(guó)防軍工領(lǐng)域以及交通運(yùn)輸、生物醫(yī)療等高技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域。 然而，由于碳纖維是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆徹而成的微晶石墨材料，其表面為非極性的高度結(jié)晶的石墨片層結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出較高的化學(xué)惰性，從而導(dǎo)致其表界面性能較差， 影響后續(xù)復(fù)合材料的綜合性能，極大程度地限制了碳纖維在特殊工況下的應(yīng)用。目前，碳纖維表面改性已成為碳纖維生產(chǎn)制備過(guò)程中不可缺少的重要工序。日本東麗公司、日本三菱麗陽(yáng)公司、德國(guó)西格里公司等碳纖維生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)將表面改性效果作為評(píng)價(jià)碳纖維質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，對(duì)碳纖維進(jìn)行表面改性處理，從而改善其表界面性能，這對(duì)于碳纖維的生產(chǎn)和應(yīng)用至關(guān)重要。

多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界對(duì)碳纖維表面 改性開(kāi)展了大量研究工作。其中，主要的研究重 點(diǎn)是從提高碳纖維表面粗糙程度和增加表面化學(xué)官能團(tuán)的角度，來(lái)改善纖維表界面性能。常見(jiàn)的碳纖維表面改性方法主要包括表面氧化處理、表 面涂層處理、高能射線輻照、超臨界流體表面接 枝和等離子體表面改性等。其中，由于電化學(xué)氧化法具有生產(chǎn)連續(xù)、處理?xiàng)l件易控等特點(diǎn)，已在工業(yè)領(lǐng)域中得到實(shí)際應(yīng)用。但其仍需要使用大量的化學(xué)試劑、消耗大量的能源并產(chǎn)生大量的廢水廢液，且對(duì)于高模量碳纖維，由于氧化困難，需延長(zhǎng)處理時(shí)間。相比而言，等離子體表面改性技術(shù)具有清潔環(huán)保、省時(shí)高效等優(yōu)點(diǎn)，是目前最具工程化應(yīng)用前景的一種方法。其作用原理主要包含兩方面：一方面通過(guò)活性粒子使纖維表面形成自由基和極性基團(tuán)，增強(qiáng)表面自由能和浸潤(rùn)性；另一方面通過(guò)刻蝕作用，增加纖維比表面積和表面粗糙度，并清除纖維表面污染物。

采用常壓氬氣等離子體對(duì)水溶液中的碳纖維進(jìn)行表面改性處理，利用等離子體中活性粒子與水分子的相互作用，在去除碳纖維表面漿料的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)碳纖維的親水功能化改性。