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碳纤维是树脂基复合材料重要的一种增强材料，但由于其表面光滑，活性官能团的含量少，表面呈惰性等缺点严重影响到了纤维与树脂基体之间的界面结合性能，制约了碳纤维复合材料总体优异性能的发挥。本文采用“graftingfrom”的方法，在碳纤维表面引入羟基活性点，利用四价铈盐与醇羟基的水溶性氧化还原引发体系，在碳纤维表面引发单体聚合，实现碳纤维表面聚合物的接枝改性，强化碳纤维表面的活性，促进碳纤维与树脂界面的粘结，同时提高复合材料的抗冲击性能。本文选用丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯三种接枝单体为研究对象，通过SEM、DCA、IFSS及单丝拉伸强度测试对接枝改性后的碳纤维进行表征，确定丙烯酰胺为该体系下最佳的接枝单体。对碳纤维表面接枝聚丙烯酰胺的反应条件进行了优化，确定当Ce4+浓度为0.010mol/L，硝酸浓度为0.25mol/L，反应温度为45℃，反应时间为5h时，接枝改性后的碳纤维IFSS达到最高值86.64MPa，与脱浆后的碳纤维相比，提高53.29%。通过对各阶段处理后的碳纤维进行XPS测式及峰谱拟合分析，明确了碳纤维经过氧化、酰氯化、醇解、及接枝聚丙烯酰胺的反应机制。当以PEG为引发活性点时，碳纤维表面PAM的接枝量随着PEG分子量的增加，呈减少的趋势。当聚乙二醇的分子量为200时，碳纤维表面聚丙烯酰胺的接枝量最高，表面氮元素含量为10.86%。当将含有柔性链段的嵌段共聚物PEG-b-PAM接枝到碳纤维表面后，复合材料的强度和韧性得到明显改善。IFSS、ILSS和抗冲击性能随着聚乙二醇分子量的增加，呈现先增加后降低的趋势，当聚乙二醇分子量为400时，复合材料各项力学性能指标达到最高值，此时，IFSS为92.61MPa，ILSS为74.79MPa，抗冲击强度为69.35kJ/m2。结合断面形貌分析明确了PEG-b-PAM对纤维与树脂界面增强增韧的原因。首先，聚丙烯酰胺作为环氧树脂的固化剂，在固化工艺中与环氧树脂形成化学键，提高了纤维与树脂界面间的化学作用力，增强了界面结合质量，当受载荷冲击时，界面处裂纹的形成能起点变高，提高了冲击韧性；其次，柔性层聚乙二醇的存在，可以通过形变减缓应力集中，更有效地传递载荷，且聚乙二醇形变可以延长裂纹的扩展路径，裂纹的开裂能提高，抗冲击强度变大。