Obróbka plazmowa jest metodą modyfikacji, która cieszy się dużym zainteresowaniem badaczy. Plazma to zjonizowana mieszanina zawierająca jony, elektrony, wolne rodniki oraz wzbudzone cząsteczki i atomy, która oddziałuje z powierzchnią włókna, tworząc wysoce reaktywne substancje. W zależności od właściwości użytego gazu mogą powstawać wolne rodniki, jony i substancje metastabilne, inicjując reakcje ablacji,-sieciowania lub utleniania. Typowe gazy stosowane do wytwarzania plazmy to powietrze, O2, NH3, N2 i Ar.
Podczas procesu obróbki plazmowej plazma trawi i zmienia morfologię powierzchni włókna, zwiększając w ten sposób jego chropowatość. Utlenianie generuje tlen-zawierający aktywne grupy funkcyjne, zwiększając aktywność powierzchni włókna. Poprawia to fizyczną interkalację i wiązanie chemiczne pomiędzy włóknem a polimerem, wzmacniając adhezję międzyfazową. Stosowanie łagodnej plazmy do obróbki materiałów ma dwie główne zalety: po pierwsze, można ją stosować w dowolnej atmosferze, takiej jak atmosfera obojętna, redukująca lub utleniająca; po drugie, reakcja zachodzi tylko na powierzchni materiału i nie zmienia znacząco ogólnych właściwości. Ta metoda obróbki jest prosta w obsłudze, bardzo wydajna, powoduje minimalne uszkodzenia włókna i nie wymaga dalszej obróbki. Ma on jednak charakter-wrażliwy na czas; włókna węglowe poddane obróbce plazmowej należy jak najszybciej połączyć z matrycą polimerową.
