碳纤维增强树脂型复合材料（CFRC）因其具有强度大、刚度高和重量轻等优异性能在风力涡轮机叶片、新能源汽车和船用可再生能源等领域已得到了广泛应用。为提高碳纤维增强树脂型复合材料的机械性能上限,科研工作者做了大量有关碳纤维与树脂基体间界面增强改性方法的探索。其中,生产简单、操作便捷的上浆法已成为碳纤维工业化生产中的重要步骤。传统型上浆剂大多通过范德华作用力吸附在碳纤维表面并添加大量的乳化剂,不仅降低了上浆剂的粘黏强度而且削弱了碳纤维与树脂基体的结合能力。有研究人员发现,碳纤维表面的羧酸官能团在25-400℃条件下会分解生成碳自由基。因此,本研究将碳纤维表面的碳自由基作为界面改性的反应位点。通过自由基引发双键反应将上浆剂接枝到碳纤维表面,通过共价键增强碳纤维界面同上浆剂粘结力,形成稳定且坚固的有机界面层。此外,采用氨基改性方法制备的上浆剂具有自乳化功能,不无需要添加乳化剂。综上所述,本论文研究了自乳化阳离子型水性上浆剂乳液的合成及其在碳纤维增强树脂型复合材料上的应用。本研究合成了一种新型不饱和聚酯型上浆剂（UPSA）,并研究了上浆剂的交联程度对碳纤维界面性能及复合材料力学性能的影响。首先,将十八胺与聚醚胺（摩尔比9:1）搅拌均匀得到伯胺类混合物,伯胺类混合物再与环氧树脂（当量比1:1）完成开环聚合反应,最终制备出分子质量为5000的氨基改性树脂（AEP）。氨基改性树脂通过与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和乙二醇单烯丙基醚反应,将不饱和双键官能团通过共价键镶嵌在上浆剂的链段结构中。通过控制IPDI与氨基改性环氧树脂中羟基官能团的反应摩尔数来计算不饱和双键官能团的引入量,制备出双键含量为0%、5%、10%、15%和20%的UPSA。然后再向UPSA中加入冰乙酸,使其在乙酸水分散体中形成叔胺盐基团（阳离子聚合物）。最后加入蒸馏水,上浆剂在高速剪切力下自乳化生成乳液。结果表明,UPSA乳液的粒径分布约50 nm并具有良好的分散性和热稳定性能。上浆剂的双键含量变化与其在碳纤维表面的接枝反应和交联程度成正态分布,当双键含量为10%时碳纤维表现出最佳的浸润性和集束性。此外,碳纤维增强乙烯基酯树脂型复合材料测试结果表明层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量均在上浆剂双键含量为10%时达到最大值。在USPA的合成基础上,将摩尔比为0:1、4:1、2:1、1:1和0:1的甲基丙烯酸甲酯（MMA）和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EDMA）混合均匀后加入USPA中,再与偶氮二异丁腈（AIBN）共同混合。再加入冰乙酸和蒸馏水,将上述混合物在高速剪切力作用力下自乳化生成乳液。在60℃条件下加热,使乳液中的AIBN受热分解产生自由基引发乳液中的双键聚合。最终合成了交联聚合物纳米改性两亲性阳离子型上浆剂（CASAs）并系统性地研究了CASAs中交联剂含量对碳纤维界面性能和复合材料力学性能的影响。结果表明,CASAs的乳液粒径具有约为200 nm的超单一分散性和良好的热稳定性。由摩尔比为2:1的MMA和EDMA聚合制备的CASAs不仅有效地增大了碳纤维的表面粗糙度,而且大大改善了碳纤维的表面能。此外,碳纤维增强环氧树脂型复合材料的层间剪切强度和弯曲强度测试结果达到最大值,分别为81.61 MPa和1412.98 MPa。本研究制备的CASAs乳液解决了传统纳米改性上浆剂方法中存在纳米材料加入量有限且容易发生相分离、纳米材料几何形状复杂及与环氧树脂相容性差等技术难题。