聚丙烯腈基碳纤维是一种高性能纤维,有着高比强度、高比模量、耐疲劳和轻质等特点,常与树脂基体制成复合材料,广泛应用于工业、文体娱乐和航天航空等领域。碳纤维增强树脂基复合材料性能通常由树脂基体、纤维增强体和两者的界面决定,而界面是复合材料最弱的组成部分,因此碳纤维增强树脂基复合材料的整体性能通常取决于界面强度。由于聚丙烯腈基碳纤维在生产过程中需要历经碳化过程,碳化后表面呈现出乱层石墨结构、表面光滑、化学惰性大,很难与树脂基体产生良好的结合,最终成为碳纤维树脂基复合材料的“短板”。为了提高复合材料的整体性能,必须对复合材料的界面结合性进行优化。通过将纳米材料与碳纤维构筑成纳米、微米多尺度增强体来协同增强树脂基体,是一种提升复合材料界面性能的有效策略。因此,本文通过聚吡咯、二硫化钼与碳纤维构筑多尺度增强体,以改善复合材料的界面性能,从而提升复合材料的整体力学性能。（1）采用在一定程度下可控的电化学聚合方法在碳纤维表面一步法快速构建聚吡咯（PPy）共轭高分子膜,再利用真空辅助树脂传递模塑技术（VARTM）将碳纤维（CF）与环氧树脂（EP）制备成复合材料。使用扫描电子显微镜（SEM）和傅立叶红外光谱仪（FT-IR）对碳纤维的表面形态和结构进行分析与表征,并通过对碳纤维/环氧树脂复合材料（CF/EP）进行层间剪切强度实验和三点弯曲实验来研究其力学性能。与未经处理的CF/EP相比,聚吡咯涂层修饰的CF/EP其层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量分别提升了37.6%、24.3%和37.5%。实验结果表明,通过简单高效的一步电聚合法在碳纤维表面修饰聚吡咯涂层,有效提高了CF/EP的整体力学性能。（2）在上述实验思路的基础上设计了新的研究思路,先通过水热法在纤维表面引入刚性组份Mo S2纳米片,再采用电化学聚合的方法在Mo S2纳米片中插入柔性聚合物PPy纳米分子,形成一层夹杂Mo S2纳米片的混合膜结构,从而形成Mo S2纳米片增强刚性,PPy聚合物增强韧性的刚韧互补的界面组份,进一步增强界面相,以达到增强复合材料整体力学性能的目的。通过XRD、SEM、FT-IR等表征手段对纤维进行分析与表征,并通过万能试验机对CF/EP的力学性能进行研究。与未经处理的CF/EP相比,碳纤维表面修饰复合涂层后的CF/EP其层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量分别提升了43.7%、29.6%和45.6%。实验结果表明,通过在纤维表面制备刚韧互补的复合界面层,制备出了Mo S2/PPy/CF多尺度增强体,其与环氧树脂基体的界面性能得到改善,复合材料的综合力学性能的得到提升。