碳纤维具有高强度、高比模量、耐腐蚀、耐高温、化学稳定性好等特点,作为增强材料在复合材料领域得到广泛应用。但是由于其表面光滑,缺少表面活性官能团,从而影响了碳纤维与树脂之间的界面性能,因此对其进行表面改性是非常有必要的。为了更好的评价碳纤维表面处理效果,本文采用丙酮-石油醚体系对碳纤维表面进行了抽提处理以除去纤维表面残留的环氧基团。在采用超临界氨水(SCA)对抽提后的碳纤维进行表面处理后,以丙烯酸为接枝单体,对碳纤维进行表面接枝改性。利用扫描电子显微镜(SEM)对处理后碳纤维的表面形貌进行观察。采用X射线光电子能谱技术(XPS)分析了改性前后碳纤维表面元素含量的变化,从而确定纤维表面超临界处理的机制;对处理前后的碳纤维制成的复合材料的层间剪切强度(ILSS)进行了测试,并通过扫描电子显微镜研究了复合材料断口形貌的变化。对处理前后的碳纤维进行了单丝拔出测试。实验结果表明:对碳纤维采用丙酮-石油醚抽提,可以较彻底地清除碳纤维表面的环氧涂层以及物理吸附在其表面的杂质。抽提前后,碳纤维的表面形貌没有发生明显变化。超临界氨水处理碳纤维会使碳纤维的复丝强度降低。降低程度随处理时间的延长而增大。但是适当的处理可以提高纤维与树脂的界面强度。经超临界氨水处理3min后,可使ILSS从68.72 MPa提高到70.93 MPa。而过分延长处理时间反而会降低。最佳的处理工艺是先用超临界氨水处理碳纤维3min,然后在3%的丙烯酸溶液中以80℃的温度反应接枝3h。使处理后的碳纤维增强复合材料的ILSS从68.72MPa提高到76.25MPa,提高了11%。超临界氨水处理可增加丙烯酸接枝的效果。与未经超临界水处理直接接枝丙烯酸相比,经过预处理的样品ILSS提高了近7%。