炭纤维复合材料（CFRP）由于其轻质高强、耐疲劳、耐腐蚀、易于成型加工等优势已广泛应用于航空航天、风电、汽车制造等领域。目前应用于汽车领域的炭纤维复合材料主要以二维编织炭纤维布作为增强相,热固性树脂作为基体相。二维编织炭纤维布在纤维径向上的拉伸强度表现优异,但是在非纤维径向上的拉伸强度有较大下降,面内力学性能呈现各向异性,具有明显的短板效应;热固性树脂在固化成型的过程中高分子发生化学反应,形成三维交联网状结构,具有不溶不熔的性能特点,因此热固性树脂体系下的复合材料在破损或到达服役寿命之后增加复合材料的修补以及回收的难度。因此,传统二维编织布增强CFRP不利于降低生产成本,且生产工艺复杂、力学性能不稳定等缺陷限制了CFRP在汽车工业领域的发展,阻碍了汽车轻量化的推进。为了解决二维编织炭纤维布或单向炭纤维增强树脂基复合材料面内力学性能各向异性,降低了炭纤维的编织成本,简化了炭纤维毡的成型工艺,为复合材料提供更优的设计性及性能预测性,评估回收炭纤维在汽车制造领域的应用前景,本文选取具有纤维分布均匀特点的东丽商用T700炭纤维无纺布以及回收炭纤维无纺布作为增强相,在热固性树脂以及热塑性树脂体系下,分别制备了不同纤维混合比例增强树脂基复合材料,探究了在相同树脂体系下,不同回收炭纤维占比对复合材料力学性能的影响,以及在不同的树脂体系下,相同回收炭纤维占比对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断裂试样断面进行了微观形貌观察。还探究了商用炭纤维与回收炭纤维无纺布在不同树脂种类下复合材料的断裂失效模型以及树脂-纤维界面结合力。混合炭纤维/乙烯基树脂复合材料的力学测试结果表明:炭纤维的添加可以显著提高乙烯基树脂基体的拉伸以及弯曲强度。在热固性树脂体系中,随着回收炭纤维占比的增加,复合材料的力学性能呈现逐渐上升的趋势,当回收炭纤维占比达到90%时,相较纯T700无纺布,拉伸强度提高44.2%,拉伸模量提高31.5%;纯回收炭纤维增强乙烯基复合材料的拉伸强度及模量达到最大,分别为299.6MPa及21.4GPa。通过拉伸试样断面的对比分析,发现在热固性树脂体系中,T700炭纤维与树脂的界面结合力较弱,在断面处有明显的裸露纤维,而回收炭纤维的树脂-界面结合力更强,断面处的裸露纤维较少,长度更低。复合材料的断裂失效模型均为脆性断裂,拉伸应变约为1.2%左右,失效方式为基体开裂、纤维脱粘和纤维拔出、断裂。混合炭纤维无纺布/热塑性树脂复合材料的力学测试结果表明:不同比例下炭纤维无纺布增强PC树脂复合材料的拉伸强度随回收炭纤维无纺布的添加比例增加而不断提升;相较纯PC树脂板,纤维增强效果显著;所有混合比例下的混合纤维增强热塑性树脂基复合材料在拉伸强度及拉伸模量上的表现均优于热固性树脂基复合材料,拉伸强度分别提高100MPa及以上。从断面微观形貌图可知,相比热固性树脂体系,商用T700炭纤维在PC树脂中的结合力大幅度提高,其微观表现为复合材料拉伸断面处的裸露纤维长度较短;热固性树脂体系下与树脂界面分离的裸露炭纤维表面相对干净光滑,树脂的残留较少,长度较长,而热塑性树脂体系下与树脂界面分离的裸露炭纤维表面相对粗糙,PC的残留痕迹明显,长度较短,说明炭纤维与PC的界面结合力相对更好,进一步解释了热塑性树脂体系下的复合材料拉伸强度明显优于热固性树脂体系下复合材料的拉伸强度。复合材料的主要失效模型为基体开裂、纤维拔出与断裂、界面脱粘。