聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能热塑性工程塑料,具有优异的耐高温、耐腐蚀性能和出色的力学性能,与碳纤维(CF)复合制成碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料在航空航天领域具有巨大的应用潜力。传统的热塑性复合材料使用的预成型体是通过熔融浸渍法的方法制成的预浸料,这种工艺难度与成本较高,而且由于PEEK的硬度较高,这种预浸料难以加工成型曲面结构件。本论文使用二维编织的方法将碳纤维和PEEK纤维制成柔性的预成型体,研究了这种预成型体在模压成型工艺中的最佳工艺参数,得出结论,成型压力为0.6MPa,从室温升至370℃保温30min,降温至310℃保温1h,最后自然冷却至室温。PEEK是一种半结晶性树脂,在不同的成型温度制度下能得到不同的结晶状态,这种结晶状态会对CF/PEEK复合材料的力学性能产生重要影响。本文在成型温度制度中的等温结晶阶段设置了4个不同温度条件,来研究等温结晶阶段的温度对PEEK结晶状态的影响,结果显示等温结晶温度越高结晶PEEK的结晶度越大,等温结晶温度不能改变PEEK的晶体类型;使用得出的最佳工艺条件制备出12层(0°/90°)s的CF/PEEK多向层合板,测试其拉伸和弯曲力学性能,拉伸强度为735.5MPa、拉伸模量为68.92GPa、弯曲强度为691.02MPa,使用ABAQUS软件对其进行损伤分析得出结论,影响CF/PEEK复合材料力学性能进一步提高的因素是层间剪切强度低;利用PEEK与浓硫酸之间的化学反应制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK),对SPEEK进行化学状态和耐热性表征,结果显示不同磺化度的SPEEK化学状态不变,磺化度低于35.4%时在370℃下热失重小于5%,满足作为CF/PEEK复合材料成型工艺中上浆剂的耐热性要求。使用SPEEK与DMF溶液制备了上浆剂溶液对脱浆T300碳纤维进行表面改性,结果显示溶液浓度为0.07%g/L时具有最佳的上浆效果。SPEEK对碳纤维的改性结果在脱浆T300碳纤维表面引入了极性基团,有效地提高了除浆T300碳纤维的表面能,提高幅度达到47.07%,接近原始上浆剂的表面能。由于SPEEK高的热稳定性和与PEEK具有良好的相容性,有效地提高了碳纤维单丝与PEEK树脂之间的界面强剪切度,提高幅度为38.03%。