碳纤维增强复合材料由于具有强度高、模量大、抗腐蚀性强、耐疲劳程度高、比重小、耐高温等优于其他纤维增强复合材料的特质，而被广泛应用于生产生活中的众多领域。随着航空航天、风能和汽车行业的发展，对耐高温型碳纤维增强复合材料的需求与日俱增，碳纤维增强聚合物基复合材料在高温下的应用成为继追求轻质要求后又一追求目标。碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料以其各种优异的性能被广泛地应用于航天器材料中，与其相匹配的环氧型上浆剂的耐热温度一般不超过180℃，而航空领域配备的材料多数需要耐受250℃以上的高温环境。目前，树脂基体和碳纤维增强体的耐热水平均可达到要求，复合材料整体耐热性很大程度上受限于碳纤维表面上浆剂的低耐热水平。因此，对耐高温型复合材料的研究直接指向为对耐高温型上浆剂的研制。本课题利用耐热性高、表面积大、活性基团多的多面体低聚倍半硅氧烷（Polyhedral oligomeric silsesquioxanes, POSS）改性水性环氧乳液，并对上浆剂的本体性能及对碳纤维的作用效果进行了测试表征。研究结果发现：环氧共混法制备的上浆剂稳定性最好、上浆涂覆有效地改善了碳纤维表面形貌、提高了碳纤维的表面能、增加了与树脂基体的浸润性、增强了碳纤维的力学性能；改性后的环氧乳液于氩气下在300℃左右才开始分解，三种POSS改性上浆剂制备的CF/EP单丝复合材料在280℃处理5h后的界面剪切强度仅分别降低了10.1%、7.3%和6.0%，在耐湿热老化性测试中，由于水热环境下湿气对界面的侵蚀界面剪切强度降低的程度增加，但干燥处理后可恢复部分性能，经0435型POSS改性的上浆剂涂覆的碳纤维与环氧的界面同样表现出最优的耐受性。本课题研究的耐高温型水性环氧上浆剂乳液，将有利于碳纤维增强环氧树脂基复合材料的应用在航空等领域的扩展。