高性能碳纤维具有轻质、高强高模、低膨胀率及高耐腐蚀性等优异性质，广泛应用于航空航天和民生用品中，已成为21世纪备受瞩目的材料。工业碳纤维由有机纤维碳化制成，这导致碳纤维存在表面活性低、表面缺陷多、耐磨性差、容易“起毛”和断裂等问题。为了解决这些问题，工业上对碳纤维进行上浆处理，上浆剂在碳纤维表面成膜后提供保护层，并提高碳纤维的表面活性。上浆剂因需要适配树脂基体及性能需求而种类繁多，为了与用量最大的环氧树脂具有更好的浸润性，环氧树脂乳液型上浆剂成为主流。但此类上浆剂的耐热性一般，高温下分解会导致复合材料界面劣化，对其进行耐热改性具有重大意义。
　　聚倍半硅氧烷(POSS)作为替代传统无机纳米粒子的耐热改性材料已被广泛研究，本实验选用SO1455、SO1440、EP0409三种型号POSS用于上浆剂的耐热改性，结果表明POSS在体系中以化学键的方式引入到乳化剂中。研究了不同种类和含量的POSS对上浆剂性能的影响，包括上浆剂的粒度及粒度分布、稳定性、耐热性、流变性能以及碳纤维单丝的表面自由能、单丝拉伸强度和界面剪切强度的影响。将POSS-SO1455加入1%时，上浆剂热失重为5%时的温度提高了48℃。研究了POSS改性乳化剂对碳纤维复合材料界面剪切强度的影响，发现POSS能够改善碳纤维对环氧树脂的浸润性，同时能够提高碳纤维常温和高温状态下的界面剪切强度。
　　在此基础上研究了EA环氧树脂改性乳化剂对碳纤维上浆剂集束性的影响。通过研究不同含量EA树脂改性的乳化剂的凝胶渗透色谱(GPC)和流变性能的测试，分析了乳化剂的化学结构。EA引入后乳化剂体系的粘度上升，影响了上浆剂制备的高速剪切过程，粒度略有增加。对不同EA树脂含量的上浆剂进行性能分析，包括粒度及稳定性、耐热性、集束性和上浆后碳纤维复合材料的界面性能。证明了EA的引入能够提高碳纤维之间的集束性，层间剪切强度变化不明显。
　　研究了EA体系上浆剂的相反转过程，通过旋转流变仪和偏光显微镜对相反转的范围及相反转前后体系状态进行分析。通过对相反转范围的分析，能够使碳纤维上浆剂中的乳液粒子在工业生产中得到粒度最小化，成为保持乳液稳定性和碳纤维的高性能的关键因素。