碳纤维（CF）是一种高强度、高模量的高性能纤维,广泛应用于复合材料中,然而由于纤维表面的活性官能团含量低,与基体之间的界面结合性能较差,难以形成较好的界面,且加工过程中易出现毛丝断裂现象,影响碳纤维以及后续其成品性能。碳纤维复合材料树脂基体与纤维增强相之间的界面好坏程度直接影响到载荷在复合材料基体与纤维之间传递的效率,对碳纤维复合材料力学性能影响极大。因此,在碳纤维收束前需要对碳纤维进行上浆或其他表面处理,赋予其表面活性。碳纤维上浆剂的研究,是改善碳纤维界面性能一条重要途径。本文首先利用间苯二甲酸（IPA）,聚乙二醇2000（PEG 2000）,环氧树脂（E51）为原料制备了水性环氧树脂,并以此为主要成分通过乳化反应制得了水性环氧树脂型上浆剂,通过对反应收率和上浆剂稳定性的研究,得出了制备上浆剂的最佳工艺条件。在此基础上,在此上浆剂中混合氨基碳纳米管对上浆剂进一步改性,研究其对阳极氧化处理前后的碳纤维表面形貌,单丝拉伸强度,单丝界面剪切强度性能影响和作用机理。最后,利用上浆后的碳纤维布制备了碳纤维环氧树脂复合材料,并研究碳纤维环氧树脂复合材料的断面和层间剪切强度的影响,具体内容如下:（1）水溶性环氧上浆剂工艺条件:以IPA、PEG为原料,以对甲苯磺酸为催化剂进行酯化反应制备得到酯化产物PEG-IPA-PEG,当IPA:PEG2000摩尔比为1:2;选择对甲苯磺酸作为催化剂,使用量为0.7 wt%;反应温度为130℃,反应时间为4h。第二步开环反应:将第一步酯化产物PEG-IPA-PEG与环氧树脂进行开环聚合反应,以过硫酸钾作为催化剂,当酯化产物PEG-IPA-PEG:E51摩尔比为1:1时;过硫酸钾0.7 wt%;反应温度为110℃;反应时间为4h。第三步相反转反应,在水溶性环氧中加入去离子水进行相反转反应,水性环氧树脂:去离子水质量比为1:2;乳化温度60℃;剪切乳化机转速6000 rpm/min。最终得到的上浆剂乳液粒径平均值为277.4 nm,贮藏时间可达6个月以上。（2）将制备的上浆剂与碳纳米管进行混合制备改性上浆剂,对碳纤维进行阳极氧化处理后,并对其进行混合碳纳米管上浆处理,结果表明:红外和XPS图谱显示碳纤维、上浆剂和氨基化碳纳米管三者之间相互反应有机结合。相比未处理碳纤维,改性后碳纤维对水接触角从71.4°降低到50.4°,降低了29.4%,表面自由能由32.3 m N·m^-2提高到38.42 m N·m^-2,提高了18.9%,表明改性后的纤维对树脂浸润性提高。碳纤维上浆剂上浆改性效果良好,不仅修复碳纤维表面缺陷凹槽使得纤维,而且和碳纤维结合紧密,氨基化碳纳米管接枝有序,表面粗糙度有所增加。碳纤维单丝拉伸强度（TS）相比未处理碳纤维,从4.48GPa提高到4.68GPa,提升了4.5%。碳纤维单丝界面剪切强度（IFSS）在碳纳米管含量为0.6 wt%时达到最大值88.9 MPa,相比未处理碳纤维（68.2 MPa）,提高了30.4%,表明上浆剂和碳纳米管在碳纤维和基体环氧树脂之间起到了良好的桥接作用。上浆后的碳纤维热分解温度在300℃左右,耐热性良好。（3）用制备的上浆剂对脱浆后的东丽T300碳纤维布进行上浆处理,采用真空袋法成型工艺的方法制备了碳纤维环氧复合材料。结果表明:重新上浆后的碳纤维布表面形貌与东丽T300基本相同,无明显缺陷,断面成层状断裂,与东丽T300也较为接近。碳纤维复合材料层间剪切性能在上浆剂含量为6 wt%达到最大值88.6 MPa,相比脱浆前纤维（80.3 MPa）提高10.3%,相比东丽T300（85.1 MPa）提高4.0%。