碳纤维增强聚酰胺6复合材料是一种具有较大应用潜力的碳纤维增强热塑性复合材料，但由于受到低界面结合强度的限制，复合材料的力学特性还有较大的提升空间。本工作为提高碳纤维增强聚酰胺6复合材料的界面性能，开展了一系列碳纤维表面改性工艺研究，通过对碳纤维进行脱浆和表面活化处理，提高了碳纤维的表面活性，并在碳纤维表面分别进行原位聚合聚酰胺6涂层和原位合成聚多巴胺涂层处理，通过机械连锁-分子互溶-氢键的共同作用使碳纤维增强聚酰胺6复合材料的界面结合性能分别提高50.68%和59.72%。通过对复合材料失效界面进行微观分析，得到了碳纤维表面改性方式与复合材料界面增强机理的内在联系，为碳纤维增强聚酰胺6复合材料的界面增强工作提供了理论指导依据。