碳纤维增强热塑性树脂基复合材料与热固性树脂基复合材料相比是具有韧性高、成型周期短、可重复回收利用等优异特性的高性能复合材料，近年来受到研究者们的日益重视，成为轻量化工程的理想材料之一。聚碳酸酯是热塑性树脂中性能较为优异的一种工程塑料，具有硬度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特性，然而也存在着一些缺陷如耐磨性差、容易应力开裂。通过和碳纤维复合可明显改善其缺点，然而由于聚碳酸酯树脂的成型温度高、粘度大而加工流动性差，复合时碳纤维表面活性基团容易热解而导致复合材料的界面结合较弱，从而影响复合材料的整体性能。
　　为了提高碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的界面结合，本文拟寻求适当的上浆剂以提高碳纤维活性基团的热稳定性并增强碳纤维与树脂基体之间的化学作用力。首先优化了模压温度、压力等复合材料成型工艺，并考察了上浆工艺对碳纤维集束性及表面浸润性的影响。在此基础上考察了封闭型异氰酸酯、聚碳酸酯型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、封闭型聚醚聚氨酯等四种聚氨酯乳液作为碳纤维上浆剂，与未处理碳纤维、阳极氧化碳纤维及工业化环氧树脂上浆的商业碳纤维对比，对碳纤维增强聚碳酸酯复合材料层剪间切强度（ILSS）性能的影响。
　　通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X 射线光电子能谱（XPS）分析了未处理碳纤维、电化学氧化碳纤维、商业碳纤维、实验室自制聚氨酯上浆处理碳纤维的表面含氧官能团结构，用显微镜观察了复合材料的断面形貌，用热重（TG）分析考察了碳纤维表面官能团和不同上浆剂及树脂的热稳定性，并研究了碳纤维与聚氨酯上浆剂及聚氨酯上浆剂与聚碳酸酯之间的化学作用，进而分析了各种上浆剂对复合材料界面的作用机理。研究结果表明：
　　（1）当模压温度为 300 ℃，模压压力为三段式升压 1.0-1.5-2.0 MPa 时，聚碳酸酯树脂对碳纤维的浸润效果最好，ILSS 达到最高值50.8 MPa。
　　（2）上浆剂可以大幅度减少毛丝量，并提高碳纤维与聚碳酸酯的界面浸润性，但同时发现复合材料ILSS性能与浸润性不完全吻合，更多地还取决于化学作用力。聚氨酯上浆剂与环氧树脂相比产生的化学作用更强。
　　（3）电化学氧化碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的ILSS值为50.6 MPa，与环氧树脂上浆的商业碳纤维相当，大大高于未处理碳纤维，自上浆环氧碳纤维要低很多。在此基础上封闭型异氰酸酯、聚酯型聚氨酯、封闭型聚醚聚氨酯上浆碳纤维复合材料的ILSS值分别提高了21.3%、24.3%、23.7%。聚碳酸酯型聚氨酯上浆处理的碳纤维复合材料的ILSS值与电化学氧化碳纤维相当。
　　（4）综合分析，碳纤维复合材料的界面是通过上浆剂与碳纤维及树脂之间的相互作用构筑的。聚氨酯上浆剂和碳纤维之间的作用主要是通过异氰酸酯与碳纤维含氧官能团的反应产生的，和聚碳酸酯之间的作用主要是通过酯交换反应产生的。因此具有封闭型异氰酸酯的聚氨酯和聚酯型聚氨酯的上浆剂是更适合于碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的上浆剂。