碳纤维增强热塑性树脂基复合材料具有力学性能优异、成型周期短、可回收、耐腐蚀以及抗冲击性能好等优点,在航空航天、轨道交通、汽车运输和体育用品等领域具有广泛的应用前景。聚酰胺6（PA6）作为一种半结晶性热塑性树脂,具有综合性能优异、性价比高等特点,有望在民用碳纤维增强热塑性树脂基复合材料领域实现大规模产业化应用,近年来受到了很多关注。然而,由于碳纤维表面呈化学惰性,与PA6树脂基体复合后界面结合能力较弱,使用过程中易在薄弱界面处产生脱粘现象,极大地影响了碳纤维增强聚酰胺6（CF/PA6）复合材料优异性能的发挥。因此,改善CF/PA6复合材料的界面性能对提升CF/PA6复合材料的力学性能具有极其重要的意义。首先,本论文通过真空模压成型工艺制备了CF/PA6复合材料,系统研究了制备过程中模压温度、模压时间对CF/PA6复合材料结构与性能的影响,然后对CF/PA6复合材料进行等温结晶处理,探索并初步确定了真空模压成型的最佳工艺条件。研究结果表明:在模压压力为2.5 MPa、等温结晶时间为60 min的条件下,当模压温度为280℃时持续模压20 min,随后在200℃下进行60 min等温结晶处理,得到的CF/PA6复合材料综合力学性能最佳,此时复合材料的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别为867.6 MPa、635.2 MPa和35.7 MPa。其次,本论文选用共聚酰胺（COPA）粉末为原料,通过相反转法制备了共聚酰胺水性碳纤维上浆剂（COPA-SA）。对去除上浆剂并经米氏酸活化的碳纤维进行表面处理,系统研究了不同浓度的COPA-SA对真空模压工艺制备的CF/PA6复合材料结构与性能的影响。红外光谱（FTIR）及X射线光电子能谱（XPS）测试结果表明,经COPA-SA处理后碳纤维表面引入了大量的酰胺基团,有效提高了碳纤维表面化学活性。扫描电子显微镜（SEM）观察发现,COPA-SA上浆处理后碳纤维表面明显附着有共聚酰胺。力学测试结果表明,当上浆剂浓度为0.5%时,其对CF/PA6复合材料界面增强效果最佳,此时复合材料的弯曲强度与层间剪切强度分别为1044.5 MPa和70.6 MPa,与未处理的CF/PA6复合材料相比分别提升64.4%和97.8%。使用SEM观察CF/PA6复合材料的弯曲断面形貌发现,CF/PA6复合材料断面处的碳纤维被PA6树脂包覆,表明COPA-SA处理可以有效提高碳纤维与PA6树脂之间的结合能力。最后,本论文以己内酰胺、PA56盐、PA66盐、PA610盐与PA612盐为原料,通过熔融缩聚合成了PA6/66/612、PA6/66/610/612及PA6/56/610/612三种共聚酰胺,用以后续制备水性碳纤维上浆剂。通过核磁共振氢谱（~1H-NMR）及FTIR分析了不同共聚酰胺的化学结构。通过差示扫描量热测试（DSC）发现,共聚酰胺分子链的无规程度对其熔点影响较大,四元共聚酰胺熔点低于三元的;同系列共聚酰胺中当各组分摩尔比相同时,分子链的无规程度越大,共聚酰胺的结晶能力越差,熔点也越低;并且由于PA6/56/610/612中PA56的加入,使其形成分子间氢键的能力减弱,因此结晶能力也变弱。通过热失重分析（TGA）发现,共聚酰胺分子中长碳链二元酸占比增加,其耐热性能提高,三种共聚酰胺质量损失5%时的温度均大于300℃,后续以其为原料制备成共聚酰胺水性碳纤维上浆剂后将满足CF/PA6复合材料模压成型过程中对加工温度的要求。