碳纤维增强树脂基复合材料的回收与再生利用是先进复合材料可持续应用的关键举措,符合国民经济可持续发展对“绿色”的意愿。从废弃的碳纤维增强树脂基复合材料中回收高性能的碳纤维材料具有巨大的经济意义和环境意义,碳纤维的表面性能、力学性能和回收效率是影响碳纤维增强树脂基复合材料回收价值的重要因素,开发一种高效、高值、环境友好的回收方法、技术及工艺是提高回收过程综合效应的必要前提。论文在综述国内外研究现状的基础上,从理论和试验研究两方面提出并深入研究了CF/EP复合材料的回收方法、技术及工艺的相关问题。主要研究内容包括如下六个方面：(1)采用超临界流体降解CF/EP复合材料以回收高性能碳纤维材料,从超临界流体在CF/EP复合材料中的质量扩散以及降解产物在超临界流体中的质量扩散两方面,分析了CF/EP复合材料降解过程中的超临界流体传质行为。以同心圆柱模型作为CF/EP复合材料的“代表性体元”,建立了CF/EP复合材料降解的超临界流体传质模型和传质方程,将反应动力学参数与传质方程相关联,分别提出了考虑Fick效应和非Fick效应存在下的超临界流体浓度分布和传质速率计算方法。(2)搭建了超临界流体回收CF/EP复合材料的工艺试验系统,以自制的CF/EP复合材料层板为对象,以甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇作为夹带剂,以环氧树脂基体的降解率为指标,研究了不同类型夹带剂对超临界C02降解CF/EP复合材料的携带促进效应。采用超临界丙酮、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇降解CF/EP复合材料,并分析了反应温度和反应时间对环氧树脂基体的降解率变化,从偶极矩、介电常数、溶度参数等溶解特性参数方面研究了不同超临界流体对CF/EP复合材料的降解能力,提出了用于降解CF/EP复合材料的超临界流体选择机制。(3)分析了CF/EP复合材料降解过程中发生的断链反应,建立了CF/EP复合材料在超临界流体中降解的动力学模型,采用LM+通用全局优化算法,结合相关系数逼近原则,解算了CF/EP复合材料降解的反应级数n,并计算了不同反应温度下的反应速率常数七。对反应速率常数对数随反应温度倒数的变化进行线性回归,解算了CF/EP复合材料降解反应的活化能E和指前因子岛,建立了CF/EP复合材料在不同超临界流体中的非催化降解反应动力学方程。(4)分析不同温度和时间下超临界正丁醇在非催化和催化作用下降解CF/EP复合材料的液相产物组分,研究了温度和时间对主要液相产物组分含量的影响及作用规律。分析了超临界正丁醇空白试样组分,并结合一CF/EP复合材料降解的主要液相产物组分,以分子碰撞和自由基反应理论为基础,从CF/EP复合材料三维交联网络结构的断链反应方面推断了CF/EP复合材料在超临界正丁醇中的非催化和催化降解历程,研究了CF/EP复合材料的降解机理。(5)利用单因素试验研究温度、溶剂含量、CF/EP复合材料质量、时间、催化剂及其浓度等工艺参数对环氧树脂降解反应的影响,揭示环氧树脂基体在超临界正丁醇中降解的一般规律。采用单丝拉伸、微滴法、SEM、AFM、XPS、Roman光谱等手段分析回收的碳纤维的形貌、表面性能、力学性能,揭示影响回收的碳纤维的性能和形貌的因素及基本影响规律。采用响应面分析法,研究了超临界正丁醇降解CF/EP复合材料的工艺参数优化范围,并建立了环氧树脂基体的降解率与工艺参数的量化关系,获得了CF/EP复合材料降解的最优工艺参数,并研究了最优工艺参数下回收的碳纤维的再资源化性能。(6)催化降解过程中根据环氧树脂基体的降解率随反应时间的变化,采用LM+通用全局优化算法,结合相关系数逼近原则,解算了催化降解反应级数船和反应速率常数k,对反应速率常数对数随反应温度倒数的变化进行线性回归,解算了CF/EP复合材料催化降解反应的活化能E和指前因子k0,建立了CF/EP复合材料的催化降解动力学方程,并通过降解试验分析并验证了动力学方程的准确性。