玻璃纤维主要是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠等组成。单纤维丝的直径大约是几微米到二十几微米，是一种性能非常优异的无机非金属材料，它具有良好的机械强度、不导电、耐高温、抗腐蚀、吸湿低、延伸小等优良性能。

玻璃纤维的分类有很多种，如根据化学组成可划分为无碱玻璃纤维（E玻璃纤维）、中碱玻璃纤维以及有碱玻璃纤维（A玻璃纤维）；根据存在形式可划分为连续纤维、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉及磨细纤维等。根据纤维的特性可划分为高模、高强、耐酸、耐碱、耐高温及普通纤维等。

玻璃纤维价格较为低廉，产量巨大，密度小、抗冲击性能好、机械强度大、抗疲劳性能好、电绝缘性和防腐蚀性优异，一般以复合材料中的增强材料的形式大量应用于国防军工、建筑工程、能源化工、运动器械、电子电气等领域中。

纤维增强复合材料的机械性能基本上是由纤维、基体以及它们的界面决定的。玻璃纤维的表面比较光滑且较难与其它物质反应生成化学键，呈化学惰性，且商品化的玻璃纤维表面一般都有一层组成成分比较复杂的胶料，这使得玻璃纤维与树脂基体之间两相界面粘结较弱。较弱的界面粘结无法有效地传递外界应力，会使玻璃纤维增强树脂复合材料的综合机械强度较差，因此要对玻璃纤维进行表面处理与改性，以改善玻璃纤维与树脂的两相界面粘结，提高复合材料的机械强度。

常见的对玻璃纤维进行表面改性处理方法有很多，应用较为广泛的方法主要有热处理、酸碱刻蚀处理、偶联剂涂层处理、稀土元素表面处理、等离子体处理等。

玻璃纤维等离子体处理原理

等离子体是一种整体呈电中性的物质状态，内部含有大量由气体电离而来的高能粒子，包括电子、离子、自由基以及未电离的中性粒子等。等离子体处理是利用这些粒子与材料表面发生相当复杂的物理化学变化，使材料表面化学成分以及物理形貌发生变化，从而达到对材料表面改性目的的一种手段。

等离子体改性处理的作用机理主要有以下三种：

(1) 表面刻蚀：等离子体中一些能量较高的粒子通过撞击材料表面，使材料表面被刻蚀,并在材料表面形成微小的沟槽。因刻蚀而脱离材料表面的物质分解成的气态，然后在等离子体的作用下在材料表面，重新聚合,形成大量颗粒状凸起。这些凸起物与刻蚀沟槽的存在大大增加了材料表面的粗糙度,并使材料表面间的接触面积大幅度增加,从而达到提升界面相互作用力的效果。

(2) 活化材料表面，产生自由基：等离子体中含有数量巨大且种类繁多的活性粒子,这些活性粒子比一般的化学反应中的活性粒子更容易与材料表面反应，从而在材料表面生成一些特定官能团,如-OH、-COOH等含氧官能团。这些极性含氧基团的引入对材料的表面性能有很好的改善效果。

(3) 表面交联：利用惰性气体进行等离子体表面改性，由于惰性气体较难离解，其等离子体中含有大量未离解的激发态中性分子或原子。这些分子或原子可以去除材料表面由低分子量物质构成的弱吸附层,并通过高分子间的交联形成强化的表面层,而不生成极性基团。这种方式可以提高材料的粘附性,但对润湿性没有影响,主要用途是通过交联层的形成来阻碍一些添加剂从材料表面的渗出。

等离子体处理作为一种新型的材料表面处理方法，其操作简便，快速、污染小、效率高且不产生二次污染，等离子体处理能够在玻璃纤维上形成凹凸不平的粗糙表面，使玻璃纤维表面活性基团含量增加，有利于增强玻璃纤维的浸润性，改善粘接性，使玻璃纤维与树脂之间界面剪切强度增加，同时又只处理玻璃纤维表面几纳米的薄层，而不改变玻璃纤维本身的物理化学性质。