隨著碳纖維/玄武巖纖維增強復合材料在航空航天、風電葉片、汽車輕量化及建筑領(lǐng)域的廣泛應用，退役與生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄復合材料逐年劇增。熱固性樹脂基體高度交聯(lián)、難溶解、難熔融，使傳統(tǒng)廢棄處理方式面臨環(huán)境與資源雙重壓力。從廢棄復合材料中有價回收高性能纖維并重新制造纖維增強復合材料，是實現(xiàn)復合材料全生命周期循環(huán)經(jīng)濟與降低碳足跡的核心路徑。近年來，圍繞碳纖維與玄武巖纖維的回收工藝開發(fā)、回收纖維性能演變規(guī)律及其在二次復合材料中的再利用，已形成較為系統(tǒng)的研究成果。
目前高性能纖維的主流回收方法可分為機械回收法、熱解回收法與化學回收法三大類。
機械回收法通過破碎、研磨將廢棄復合材料粉碎為顆粒或粉末，工藝簡單、成本低，但纖維在強烈機械作用下斷裂為短切纖維或粉末，長徑比大幅下降，通常只能作為填料降級使用，難以保留連續(xù)纖維形態(tài)，不適用于高值化纖維回收。
熱解回收法是在缺氧或惰性氣氛下將復合材料加熱至使樹脂基體熱分解的溫度，樹脂降解為油氣產(chǎn)物，從而分離出碳纖維或玄武巖纖維。常見形式包括固定床高溫熱解、流化床熱解及微波輔助熱解。熱解法是目前唯一實現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)處理的成熟路線，尤其適合大批量處理混雜廢料與大型構(gòu)件如風電葉片。微波輔助熱解可通過從材料內(nèi)部加熱縮短處理時間并一定程度上減輕纖維熱損傷。流化床工藝對含金屬嵌件廢料適應性強，但高溫高速顆粒摩擦易造成纖維表面微損傷與長度縮減。
化學回收法利用溶劑解聚、超臨界或亞臨界流體、熔融鹽、電化學降解等手段，在相對溫和條件下斷裂樹脂交聯(lián)鍵使基體溶解或分解，完整釋放纖維。溶劑分解法與超臨界水或醇類流體可在較低溫度下實現(xiàn)環(huán)氧樹脂的高效降解，回收纖維表面樹脂殘留少，纖維本體結(jié)構(gòu)及表面溝槽形貌得以較好保留。熔融鹽法與電化學回收是近年受到關(guān)注的溫和降解路線。化學回收的主要制約因素在于反應條件苛刻、溶劑成本較高及廢液處理要求嚴格，目前多處于中試階段，尚未大規(guī)模商業(yè)化，但被認為是實現(xiàn)高品質(zhì)再生纖維閉環(huán)回收的重要方向。
玄武巖纖維本身具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，在適當溫度的熱處理下去除聚酯或環(huán)氧基體后，纖維可保持原有連續(xù)編織形態(tài)，為其再制造提供了更有利的前提。部分研究亦嘗試采用類玻璃高分子（Vitrimer）基體與玄武巖纖維復合，通過可逆共價交換反應實現(xiàn)纖維的無損回收與再成型。
回收工藝參數(shù)直接決定回收纖維的殘余性能。熱解溫度過高或停留時間過長會引起碳纖維表面氧化、微裂紋萌生及石墨片層輕微紊亂，導致拉伸強度出現(xiàn)一定程度下降，彈性模量受影響相對較小。流化床工藝中纖維間摩擦亦會造成表面磨損。相比之下，化學溶劑解法因反應溫度低且避免了強氧化性氣氛，回收碳纖維的表面活性官能團保留較完整，表面惰性化程度低，拉伸強度與模量更接近原生纖維。
玄武巖纖維的熱穩(wěn)定性優(yōu)于普通E-玻璃纖維，在控制熱解溫度下去除基體后質(zhì)量損失微小，單絲強度與表面化學結(jié)構(gòu)基本不變，再制造復合材料的彎曲強度與模量僅出現(xiàn)較小幅度下降，失效模式主要表現(xiàn)為界面脫粘而非纖維自身斷裂，說明界面結(jié)合是再制造玄武巖纖維復合材料需重點關(guān)注的問題。
無論碳纖維還是玄武巖纖維，回收后普遍存在表面殘留碳化層或官能團流失導致的界面活性降低現(xiàn)象，致使再生纖維與新基體的界面剪切強度不及原生纖維復合材料，層間剪切強度隨之受到影響。因此，回收纖維在二次使用前常輔以表面活化處理，如適度氧化、等離子體處理、偶聯(lián)劑接枝或上漿劑重新涂覆，以重建界面化學鍵合并改善浸潤性。
此外，機械回收造成的纖維長度分布不均與批次間性能離散性，是限制再生碳纖維在高性能結(jié)構(gòu)中直接替代原生纖維的主要障礙之一，需通過建立回收纖維分級評價標準予以規(guī)范。
依回收纖維形態(tài)與長度，再生纖維復合材料主要分為以下幾類應用路徑：長回收碳纖維或玄武巖纖維經(jīng)重新排布后可制備非織造氈、織物或預浸料，用于制造對性能要求適中但對成本敏感的非承力或次承力結(jié)構(gòu)件，如汽車內(nèi)飾板、電池盒蓋、電子設(shè)備外殼等；中等長度回收纖維可用于制造短纖維增強熱塑性或熱固性模塑料（如SMC/BMC），適合批量模壓成型汽車底護板、擋泥板等非外觀結(jié)構(gòu)件；極短纖維或磨碎纖維可作為功能性填料摻入新基體中改善導電性、耐磨性或用于水泥基材料增強。
再生玄武巖纖維因熱穩(wěn)定性好且易保持連續(xù)形態(tài)，其再制造層合板表現(xiàn)出與原始層合板相近的基本力學響應，適合作為建筑補強織物、臨時支護結(jié)構(gòu)及非關(guān)鍵承載構(gòu)件。部分學者已將回收玄武巖纖維氈重新用于新建復合層板，驗證了其技術(shù)可行性。
從生命周期評價角度看，回收碳纖維復合材料的生產(chǎn)能耗僅為原生碳纖維的極小部分，溫室氣體排放顯著降低，符合全球碳中和與綠色制造政策導向，這也是推動再生纖維復合材料在汽車與通用工業(yè)領(lǐng)域逐步擴大應用的重要驅(qū)動力。
當前碳纖維與玄武巖纖維增強復合材料回收再制造領(lǐng)域仍存在若干待突破的科學與工程問題：熱解工藝需進一步優(yōu)化溫控策略與氣氛控制以減少纖維熱氧化損傷；化學回收需解決溶劑循環(huán)利用率與經(jīng)濟性問題以實現(xiàn)工業(yè)化放大；回收纖維缺乏統(tǒng)一的力學性能分級與界面活性評價標準；再制造復合材料的長期耐久性及濕熱老化行為尚需系統(tǒng)研究。未來，結(jié)合熱塑性復合材料的可逆回收設(shè)計（如Vitrimer基體）、溫和催化降解技術(shù)及回收纖維表面精準活化改性，有望實現(xiàn)高性能纖維復合材料真正意義上的高值閉環(huán)循環(huán)利用。
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