Плазменная обработка — это метод модификации, привлекший значительное внимание исследователей. Плазма — это ионизированная смесь, содержащая ионы, электроны, свободные радикалы, а также возбужденные молекулы и атомы, которая взаимодействует с поверхностью волокна с образованием высокореактивных веществ. В зависимости от свойств используемого газа могут образовываться свободные радикалы, ионы и метастабильные вещества, инициирующие реакции абляции, поперечной-сшивки или окисления. Типичные газы, используемые для генерации плазмы, включают воздух, O2, NH3, N2 и Ar.
В процессе плазменной обработки плазма травит и изменяет морфологию поверхности волокна, тем самым увеличивая его шероховатость. В результате окисления образуются кислородные-содержащие активные функциональные группы, повышающие активность поверхности волокна. Это усиливает физическую интеркаляцию и химическую связь между волокном и полимером, усиливая межфазную адгезию. Использование мягкой плазмы для обработки материалов имеет два основных преимущества: во-первых, ее можно использовать в любой атмосфере, например инертной, восстановительной или окислительной; во-вторых, реакция происходит только на поверхности материала и существенно не меняет общие свойства. Этот метод обработки прост в применении, высокоэффективен, наносит минимальный вред волокну и не требует последующей обработки. Однако он-чувствителен ко времени; углеродные волокна, обработанные плазмой, необходимо как можно скорее соединить с полимерной матрицей.

