近年来,碳纤维增强聚合物基复合材料（Carbon fiber reinforced polymer matrix composites,CFRPs）废弃物对环境造成严重破坏。再生碳纤维作为一种绿色经济的方式被广泛应用于CFRPs的回收,但回收得到的再生碳纤维通常为无规的短切碳纤维团簇。研究表明,碳纤维的分散和定向是获取高性能复合材料的前提和关键。针对分散方法,功能助剂方法会造成二次污染,处理时间较长;传统物理方法容易使纤维二次损伤,影响其性能发挥。针对定向,静电植绒仅能实现竖直方向上的输送定向。因此,本文针对再生短切碳纤维团簇难于无损分散、纤维单体无法高效收集和静电过程无法实现多角度植绒三个关键问题,提出冲击分散-静电收集-极化输送协同作用的技术流程,主要内容和结论如下:（1）自主开发了基于深度优先搜索算法和面积匹配法的分散效果评价体系。定义的解团效率βc能较好反映纤维解团效果。定义的分布系数γc能准确表征碳纤维的分布。采用Canny边缘检测算子和中心矩获得了碳纤维角度分布。（2）利用气动冲击产生的高压差剪切力高效实现了短切碳纤维的无损分散。高速相机下冲击分散过程包括:外围单丝分离、团簇崩解、尖端锥形化、分散。通过对气体流量、处理质量和纤维长度的多因素对比,将分散条件优选为流量5 m3·h-1、初始质量0.010 g、纤维长度1 mm,此时解团效率为98%。（3）对比了覆胶金属静电收集、有源介质覆层收集、无源介质覆层收集,收集效率分别为82%、62%、57%,对比了电压、厚度、构型等运行参数和多种荷电构型,发现受碳纤维导电特性影响,荷电饱和和电荷极化等弛豫时间极短,收集过程受介质极化场等影响小,具有低压收集的潜力。利用有源激励过程,实现了收集纤维在板面的分布调节;通过无源收集过程,探索了低压无绝缘失效的碳纤维电致收集技术。（4）探索了收集短切碳纤维的高价值二次利用技术路径。通过电介质的二次激励,实现了纤维剥离、定向和输送,该过程能较好保持纤维定向,有效发挥碳纤维各向异性,实现高附加值二次利用。同时,静电收集-极化定向输送过程还具有任意角度植入的优势,进行了铜箔、树脂和预浸料的植入,均具有良好的定向程度。