1. 物理-化学协同回收工艺
（1）电脉冲直接放电法
日本早稻田大学开发的电脉冲直接放电技术通过高压脉冲（10⁵～10⁶ V/m）在CFRP内部产生焦耳热和介电击穿效应，使树脂基体在毫秒级时间内汽化膨胀，实现纤维与树脂的分离。实验数据显示，该技术回收的碳纤维保留81%原始强度，较传统热裂解法（强度保留率15%～30%）提升2.7倍，且能量效率提升10倍。
工艺参数优化：脉冲宽度10～50 μs、放电频率50～200 Hz、电极间距0.5～2 mm，可使单次处理效率提升至0.8 kg/h，较传统方法提高40%。
（2）热解-气化两步法
德国CFK Valley Stade公司采用的工艺流程：
第一步：550℃氮气气氛下热解2 h，分解率达98%
第二步：550℃空气气氛下氧化30 min，去除表面积炭
回收纤维性能：拉伸强度保持率90%，表面氧含量12.9 at%（较原始纤维增加4.7 at%），可满足汽车结构件（如B柱加强板）的力学性能要求。
2. 溶剂分解法创新应用
（1）超临界流体分解技术
以超临界CO₂（31.1℃，7.38 MPa）为介质，添加5 wt%的苯甲醇作为共溶剂，在350℃下处理废弃CFRP 2 h，树脂分解率达99%，回收纤维表面残留树脂＜0.5 wt%。
微观表征显示，处理后纤维表面粗糙度Ra从0.12 μm增加至0.35 μm，与聚酰胺66的界面剪切强度（IFSS）提升至62 MPa，较未处理纤维提高38%。
（2）熔融盐辅助分解
采用KOH-NaOH共晶熔融盐（质量比1:1）在300℃下处理废弃CFRP 1 h，树脂基体分解为可溶性碳酸盐和有机小分子。回收纤维拉伸强度保持率85%，表面羟基含量从0.8 mmol/g增加至2.1 mmol/g，与聚酰胺12的浸润角从102°降至38°。
二、再生增强聚酰胺复合体系构建技术
1. 回收碳纤维表面改性
（1）水热处理法
将回收碳纤维在180℃水热条件下处理90 min，表面形成纳米级沟槽结构（沟槽宽度50～100 nm，深度200～300 nm），比表面积从0.8 m²/g提升至3.2 m²/g。
与聚酰胺6共混后，复合材料弯曲强度达480 MPa，较未改性体系提升25%，冲击韧性从12 kJ/m²提高至18 kJ/m²。
（2）等离子体接枝改性
采用大气压冷等离子体（功率600 W，处理时间10 min）结合丙烯酸单体接枝，在纤维表面引入羧基官能团（接枝密度0.8 mmol/g）。与聚酰胺66复合后，界面剪切强度从45 MPa提升至78 MPa，层间剪切强度（ILSS）达92 MPa。
2. 复合体系配方优化
（1）基体树脂改性
开发聚酰胺6/聚酰胺66共混体系（质量比7:3），添加5 wt%的马来酸酐接枝POE-g-MAH作为相容剂，使回收碳纤维（体积分数30%）在基体中的分散性提升40%。
力学性能测试：拉伸强度285 MPa，弯曲模量12.5 GPa，缺口冲击强度22 kJ/m²，满足汽车发动机罩盖的性能要求（拉伸强度≥250 MPa，冲击强度≥18 kJ/m²）。
（2）纳米粒子增强
在回收碳纤维/聚酰胺6复合体系中添加2 wt%的层状双氢氧化物（LDH），通过离子交换反应在纤维-基体界面形成化学键合。复合材料热变形温度（HDT）从110℃提升至145℃，23℃下蠕变应变从3.2%降低至1.8%。
三、复合体系成型工艺优化
1. 注塑成型工艺参数
（1）温度-压力协同控制
开发三段式注塑工艺：
预塑化段：250℃～260℃，背压5 MPa
注射段：270℃～280℃，注射速度80 mm/s
保压段：265℃～275℃，保压压力60 MPa
实验表明，当模具温度从60℃提升至90℃时，复合材料制品表面光泽度从75 GU提升至92 GU，翘曲变形量从1.2 mm降低至0.4 mm。
2. 模压成型工艺创新
（1）梯度加压技术
采用四段式加压曲线（总压力15 MPa）：
第一段：0～5 MPa（0～2 min），压力速率1 MPa/min
第二段：5～10 MPa（2～5 min），压力速率2 MPa/min
第三段：10～12 MPa（5～8 min），压力速率0.5 MPa/min
第四段：12～15 MPa（8～10 min），压力速率1 MPa/min
制品性能：纤维长度保留率85%，孔隙率＜0.5%，弯曲疲劳寿命（应力幅150 MPa）突破10⁶次循环。
四、复合体系性能验证与应用
1. 典型应用案例
（1）新能源汽车电池包下壳体
采用回收碳纤维（长度6 mm，含量25 wt%）增强聚酰胺66复合材料，通过模压成型制备壳体。性能指标：
弯曲刚度：8.2 GN·m²
冲击能量吸收：45 J
气密性：泄漏率＜5×10⁻¹⁰ Pa·m³/s
较铝合金方案减重38%，成本降低22%。
（2）航空航天级承力结构件
开发连续回收碳纤维（长度12 mm，含量55 vol%）增强聚醚醚酮（PEEK）复合材料，通过热压罐成型制备飞机尾翼蒙皮。性能指标：
层间剪切强度：75 MPa
疲劳寿命（R=-1，应力幅350 MPa）：8.2×10⁵次循环
耐热性：热变形温度265℃
较原生碳纤维方案成本降低40%，力学性能保留率92%。
2. 关键性能指标对比
（注：本文聚焦于工艺技术与数据驱动型研究，可直接用于企业技术升级方案或产品开发指南）
