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聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维增强双马来酰亚胺树脂(BMI)基复合材料具有优异的力学性能、耐热性以及良好的透波性,预期可作为承力结构材料或结构-功能-体化材料在国防军工和航空航天等高科技领域得到广泛应用；C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料不仅具有优异的力学性能,且可作为吸波隐身材料在未来的国防军工领域得到广泛应用。而PBO纤维和碳纤维表面光滑、呈现化学惰性,使其与树脂基体的界面粘结性能差,阻碍了其在实际工程领域中的应用。因此,要对PBO纤维和碳纤维进行表面改性,以提高其复合材料的界面粘结性能,获得综合性能优异的复合材料。本论文采用常压DBD等离子体对PBO纤维进行表面改性处理,选用了空气和氧气两种放电气体。分别研究了两种等离子体的放电时间和放电功率密度对PBO/BMI复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响,并采用X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角分析仪(DCA)等手段分析了PBO纤维表面化学组成、表面形貌、粗糙度以及表面自由能随等离子体放电参数的变化。此外,对等离子体处理前后PBO纤维进行了单丝拉伸测试(SFTS)。空气和氧气DBD等离子体都可以有效地提高PBO/BMI复合材料的界面粘结性能,其ILSS值最高达到了57.1MPa和62.0MPa,分别比未处理时提高了30.1%和41.2%。原因是PBO纤维表面的极性和反应活性提高,同时表面形貌变得复杂、粗糙度上升；此外,合适的等离子体处理工艺不会明显降低PBO纤维的单丝拉伸性能。当等离子体处理后的PBO纤维放置于空气中时,PBO/BMI复合材料的ILSS随放置时间的延长而降低；对氧气DBD等离子体处理后的PBO纤维表面进行时效性分析发现,其表面化学活性随放置时间明显下降,但纤维表面形貌和粗糙度随放置时间变化不大。另外,PBO纤维的单丝拉伸性能也基本不随放置时间而变化。复合材料的层间剪切破坏形貌表明,等离子体处理后,其层间剪切破坏模式从纤维与树脂界面破坏转变为局部树脂内聚破坏。采用低气压空气射频等离子体对碳纤维进行表面处理,在处理条件为30Pa、200W、15min时,CF/BMI复合材料的ILSS值提高了20.4%。制备了以CF/BMI复合材料为主体,PBO/BMI复合材料为蒙皮的C/PBO混杂纤维增强BMI树脂基复合材料。应用上述研究成果,对PBO纤维和碳纤维分别进行了等离子体处理,有效地提高了混杂纤维复合材料的ILSS值,最大值达到92.8MPa,提高幅度为42.3%。