芳綸：芳香族聚酰胺纖維，是一種高強、高模、耐高溫型高性能有機纖維，具有耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，在增強復(fù)合材料方面有重要作用。但是芳綸分子鏈剛性大、表面活性低、表面浸潤性也較差，導(dǎo)致芳綸與基體之間形成界面缺陷，限制了復(fù)合材料性能的發(fā)揮。
芳綸中最具實用價值的品種有兩個：一是分子鏈排列呈鋸齒狀的間位芳綸纖維（聚間苯二甲酰間苯二胺），我國稱之為芳綸1313（PMIA）；一是分子鏈排列呈直線狀的對位芳綸纖維（聚對苯二甲酰對苯二胺），我國稱之為芳綸1414（PPTA）。
一、芳綸本身的結(jié)構(gòu)特點：
1. 芳綸纖維表面缺少化學(xué)活性基團，以及其苯環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的空間位阻效應(yīng)，從而呈現(xiàn)較大的化學(xué)惰性，不利于芳綸與基體材料的結(jié)合；
2. 酰胺基團位于兩個苯環(huán)之間，與苯環(huán)形成大π鍵共軛結(jié)構(gòu)，內(nèi)旋位阻高使得芳綸纖維高的結(jié)晶呈現(xiàn)出較大的剛性；
3. 高分子鏈間形成氫鍵，纖維表面光滑，表面浸潤性也較差，導(dǎo)致芳綸與基體之間形成界面缺陷，限制了復(fù)合材料性能的發(fā)揮。
二、芳綸表面改性方法
芳綸纖維表面改性的方法一般集中在利用化學(xué)反應(yīng)改善纖維表面組成及結(jié)構(gòu)或利用物理方法提高芳綸與基體樹脂之間的浸潤性這2個方面。芳綸表面改性的方法主要有高能物理法、涂覆法、氟化法和化學(xué)法。
1.化學(xué)改性法：主要是利用化學(xué)反應(yīng)在纖維表面引入極性或可反應(yīng)基團，從而增加與樹脂的界面作用力或與樹脂反應(yīng)形成共價鍵，主要包括：偶聯(lián)、接枝、刻蝕等方式。
2.表面涂覆法：在纖維的表面涂上一層化學(xué)物質(zhì)，這層化學(xué)物質(zhì)和基體的黏結(jié)性都很好，從而提高纖維與樹脂的黏結(jié)性能。
3.高能物理法：包括等離子處理、超聲波處理、γ射線處理等方法，主要利用一些物理反應(yīng)所釋放的能量來提高芳綸表面的活性，改善纖維的濕潤性，進而改善復(fù)合材料的界面狀況。
4.氟化處理法：氟化處理后在纖維表面引入大量的含氧和含氟極性官能團，提高了纖維表面的浸潤性，有利于提高纖維表面與樹脂基體的粘結(jié)性；氟化改性的刻蝕效應(yīng)使纖維表面產(chǎn)生很多微孔結(jié)構(gòu)，增加了與基體的接觸面積，有利于物理嵌合結(jié)構(gòu)的形成，從而提高纖維與環(huán)氧樹脂基體間粘結(jié)性。
三、幾種具體處理方法
1. 低溫氨氣等離子體改性：
將處理后的芳綸放入常壓射頻低溫等離子體處理腔體內(nèi)，以氨氣為放電氣體對芳綸表面進行等離子改性。
處理后芳綸表面N元素含量得到明顯提高（可能是氨氣等離子體處理后使氮元素暴露在纖維表面），有明顯的隆起和刻蝕產(chǎn)生的碎片，比表面積增大，纖維表面粗糙程度明顯增加，能更好地和環(huán)氧樹脂基體進行黏附結(jié)合，并且處理后的芳綸纖維的拉伸強度在一定處理時間內(nèi)下降幅度很小。
2.LiCl乙醇溶液處理：
LiCl能與芳綸纖維發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，破壞分子鏈中的氫鍵，而Li?與O發(fā)生絡(luò)合作用形成配位鍵。處理后芳綸表面的含氮官能團含量增加，纖維表面刻蝕出溝槽，使原本光滑的纖維表面變得粗糙。
3.磷酸酯偶聯(lián)劑改性：
在酸性條件下，磷酸酯偶聯(lián)劑中的異丙基很容易水解，生成-POOH具有很高的活性，在加熱條件下可以與芳綸纖維表面的-NH2發(fā)生反應(yīng)，從而將磷酸酯偶聯(lián)劑接枝到芳綸纖維表面。
改性后的纖維表面有很多突出物，說明偶聯(lián)劑成功地接枝到纖維表面；磷酸偶聯(lián)劑中的長鏈烷烴基與PP分子鏈有很好的物理纏結(jié)作用，以及其含有的苯環(huán)與芳綸纖維有很好的相容性。同時，處理后粗糙的纖維表面也增加了纖維與PP直接的物理契合點，進一步提高了芳綸纖維與PP基體之間的界面黏結(jié)性。
