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碳纤维增强树脂基复合材料主要有三部分构成，即碳纤维、树脂基体以及两者之间的上浆涂层。碳纤维表面上浆涂层的主要作用包括:一是起润滑剂的作用，减少碳纤维之间的摩擦，降低后期加工引起的毛丝现象;二是作为传导作用力的界面相，改善纤维与树脂基体的化学结合，提高复合材料的机械性能。目前广泛应用的环氧类上浆剂不耐高温（＜250℃)，不适用于高温型聚酰亚胺类复合材料，因此研究新型耐高温上浆剂具有重要意义。 本论文研究重点是，制备纳米二氧化硅和纳米二氧化钛改性的聚酰胺酸胶体乳液，采用电泳沉积法制备抗氧化性能优异的二氧化硅改性聚酰亚胺碳纤维涂层和光催化性能优异的二氧化钛改性聚酰亚胺碳纤维涂层，实现碳纤维的耐高温性和表面功能化。具体研究成果如下: 1.采用自乳化法，以均苯四甲酸酐和二氨基二苯醚为原料，调整三乙胺与聚酰胺酸中羧基的比例以及溶剂二甲基乙酰胺与非溶剂甲醇的比例，制备不同形貌、不同粒径分布和不同电动电势的胶体粒子。当三乙胺与聚酰胺酸中羧基的比例为1∶2，非溶剂甲醇与溶剂二甲基乙酰胺的比例为3∶1时，能够制备粒径分布为200纳米，稳定性较好的聚酰胺酸胶体乳液。 2.利用电泳沉积法，在碳纤维表面成功制备耐高温型的聚酰亚胺涂层。当电泳电压为20-30 V时，聚酰亚胺涂层厚度100nm左右，稳定性和耐摩擦性能较好，拉伸强度由3.9 GPa提高到4.15 GPa，界面剪切强度由35.7 MPa提高到55.6MPa。聚酰亚胺涂层碳纤维在550℃空气环境中烧蚀8小时，热失重仅有5％，表现出良好的耐高温性能。 3.采用超声分散法制备了粒径分布为200nm的纳米二氧化硅改性的聚酰胺酸胶体乳液。纳米二氧化硅粒子的引入能够显著提高胶体粒子的Zeta电位，增强胶体颗粒的稳定性。经过聚酰亚胺-二氧化硅涂层的碳纤维，拉伸强度由3.82GPa提高到4.33 GPa，界面剪切强度由35.4 MPa提高到60.5 MPa。聚酰亚胺-二氧化硅涂层的碳纤维在600℃空气环境中烧蚀8小时，热失重仅有5％，表现出良好的耐高温性能。 4.采用超声分散法制备了粒径分布为200nm的纳米二氧化钛改性的聚酰胺酸胶体乳液。纳米二氧化钛粒子的引入能够显著提高胶体粒子的Zeta电位，增强胶体颗粒的稳定性。采用电泳沉积法在碳纤维表面成功制备了聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合涂层，拉伸强度由3.80 GPa提高到4.08 GPa，抗摩擦性能明显提高。聚酰亚胺-二氧化钛纳米复合涂层碳纤维在污水处理方面性能优异，光催化效率也未因循序次数的增加而锐减，具有良好的光催化稳定性，在抗老化，自清洁碳纤维涂层领域有潜在应用。