碳纤维树脂基复合材料因其优异的性能在各行各业应用广泛，界面对复合材料而言是很重要的微观结构。环氧树脂是市场上用途最多的树脂，聚氨酯是近些年新兴的高性能树脂。选取聚氨酯和环氧树脂作为研究树脂，对碳纤维进行表面处理，对碳纤维/环氧树脂、碳纤维/聚氨酯树脂复合材料的界面性能进行研究分析。
　　本文采取最常用的碳纤维表面处理方法对其进行处理—阳极氧化和上浆。分别探究阳极氧化和上浆对碳纤维树脂基复合材料界面的影响。阳极氧化改变电流密度，探究碳纤维表面粗糙度和官能团变化对复合材料界面的作用。对碳纤维进行上浆处理选用的是环氧树脂上浆剂EPS、聚氨酯上浆剂PUS，利用不同上浆量的环氧树脂上浆碳纤维EPS-CF与聚氨酯上浆碳纤维PUS-CF分别复合环氧树脂、聚氨酯树脂基体，制得四种复合材料，分别是环氧树脂上浆碳纤维增强环氧树脂EPS-CF/EP、聚氨酯上浆碳纤维增强环氧树脂PUS-CF/EP、环氧树脂上浆碳纤维增强聚氨酯树脂EPS-CF/PU、聚氨酯上浆碳纤维增强聚氨酯树脂PUS-CF/PU。利用万能试验机测试复合材料的层间剪切强度和失效应变，讨论上浆量对复合材料界面性能的影响，比较和推测四种复合材料的最佳界面结合及其形成过程。通过傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱分析上浆剂与纤维表面官能团结构；利用电镜观察纤维表面形貌和复合材料断面结构；用差示扫描量热法分析树脂和上浆剂的放热固化反应，最终得到研究结果如下：
　　（1）对碳纤维进行阳极氧化处理后，氧化碳纤维增强环氧树脂、聚氨酯树脂复合材料的层间剪切强度（ILSS）有明显提高。碳纤维/环氧树脂在电流密度为5.5A/m2时ILSS达到最大值63.3MPa，相比未处理碳纤维增强环氧树脂BCF/EP提高了26.3%；碳纤维/聚氨酯树脂在电流密度为2.2A/m2时ILSS达到最大值54.4MPa，相比未处理碳纤维增强聚氨酯树脂BCF/PU提高了45.1%。碳纤维/环氧树脂、碳纤维/聚氨酯树脂复合材料对阳极氧化的依赖性不完全相同。前者是纤维表面活性官能团羟基与开环的环氧基化学键合得到良好界面结合，即有最佳ILSS，后者主要是因为树脂在固化阶段多元醇与纤维表面大量的羧基反应形成良好界面。
　　（2）改变复合材料EPS-CF/EP、PUS-CF/EP的增强体碳纤维的上浆量，可以使复合材料的ILSS从氧化碳纤维增强环氧树脂OCF-Epoxy的59.5MPa分别提升至最佳ILSS值66.7MPa、72.8MPa，增幅为12.1%、22.3%；改变EPS-PU、PUS-PU的增强体碳纤维的上浆量，可以使复合材料的ILSS从氧化碳纤维增强聚氨酯树脂OCF-PU的39.5MPa分别提升至最佳值63.9MPa、50.5MPa，增幅为61.8%，27.8%。相比而言，上浆对聚氨酯复合材料的提升更显著。总体而言，在一定的适当范围内，上浆量对碳纤维/环氧树脂、碳纤维/聚氨酯树脂复合材料的界面结合起积极作用。
　　（3）通过复合材料的ILSS与失效应变、碳纤维表面官能团红外分析、上浆剂与树脂基体混合物DSC热分析得出结论：EPS-CF/EP的复合材料在固化时，环氧树脂的固化剂三乙烯四胺扩散至上浆剂EPS层，使上浆剂开环与树脂产生固化反应；PUS-CF/EP复合材料固化时PUS部分开环释放异氰酸酯，然后与环氧树脂反应；EPS-CF/PU复合材料固化时EPS的仲羟基与异氰酸酯反应；PUS-CF/PU复合材料固化时主要靠氢键作用，化学键作用较微弱。
　　（4）上浆剂与树脂基体种类相同时，在较低上浆量下可以达到最佳界面结合，即最大ILSS值；反之，则需要较高上浆量。上浆剂与树脂种类相同时，其达到最佳ILSS时的提高幅度不如二者种类不同时的大。说明采用适合的上浆剂有利于加强碳纤维与基体之间的结合，界面性能优于本体树脂作为上浆剂。