硅橡胶（SR）因其优异的柔韧性、耐热性和加工性能，在极端热环境中得到了广泛应用，例如火箭发动机的外部热防护、火箭喷嘴的柔性密封件以及高超音速飞行器的热防护层[[1], [2], [3], [4]]。对于烧蚀热防护材料而言，高炭化物产量和稳定的炭化层对于抵抗高热流条件下的烧蚀至关重要[[5], [6], [7]]。尽管硅橡胶的Si-O-Si主链具有出色的热稳定性，但其侧链中的碳含量不足以在烧蚀过程中形成连续且坚固的炭化层[[8]]。此外，硅橡胶分子链在高温下会发生“自降解”反应，分解成低分子量的环状硅氧烷并挥发，导致大量硅损失[[9], [10]]。因此，硅橡胶的烧蚀表面通常形成主要由多孔二氧化硅和非晶态Si-O-C相组成的灰层，缺乏高温陶瓷相（如SiC）。这种灰层强度较低，在高速气流下容易侵蚀，导致硅橡胶的热防护性能迅速下降。向SR基体中引入富碳填料已被证明是提高其抗烧蚀性能的有效方法。例如，碳纳米管（CNTs）[11]、石墨烯[12]和碳纤维[13]可直接提供碳源并促进致密炭化层的形成；高碳聚合物（如酚醛树脂[8]、环氧树脂[14]和聚碳硅烷[15]在热解过程中也能生成额外的炭化物，增强基体的炭化能力。这些填料通过形成炭化-陶瓷复合层显著提高了硅橡胶的抗烧蚀性能。然而，大多数含碳填料会增加复合材料的密度和导热系数，这对系统的轻量化及隔热要求不利。例如，传统酚醛树脂的密度较高（真密度为1.2-1.3 g/cm3），炭黑的体积密度为0.35-0.40 g/cm3且无固有孔隙率；即使碳纳米管具有较低的堆积密度，也容易聚集且成本较高。因此，开发具有高碳含量、低密度和低导热系数的新型功能性填料对于用于热防护应用的高性能硅橡胶具有重要意义。
酚醛气凝胶（PA）因其出色的高温和抗烧蚀性能以及优异的隔热性能，在航空航天热防护系统和先进隔热材料中受到了广泛关注[16,17]。然而，随着酚醛气凝胶的广泛应用，废弃气凝胶的有效处理和回收已成为重大挑战[[18], [19], [20], [21]]。目前的酚醛树脂回收方法主要包括机械回收、化学回收和功能转化。其中，由于酚醛气凝胶的交联网络，机械回收已成为主要方法[[22], [23]]。然而，关于酚醛气凝胶再利用的研究仍然有限，主要是因为在回收过程中难以保持其多孔结构和轻质特性。
鉴于柔性热防护硅橡胶对轻质碳填料的需求，本研究提出了一种创新的酚醛气凝胶高价值回收途径：将废弃的酚醛气凝胶通过低温机械粉碎工艺转化为微米级气凝胶粉末，并将其作为轻质填料加入硅橡胶基体中。该策略有效保留了气凝胶的低密度（堆积密度仅为0.22 g/cm3）和多孔特性，有助于实现硅橡胶复合材料的轻量化设计，并进一步提升其隔热性能。更重要的是，作为典型的碳生成聚合物，酚醛气凝胶在高温热解过程中可以形成连续的炭化网络，抑制硅橡胶基体的“自降解”反应导致的硅损失。此外，释放出的大量碳可以显著提高硅橡胶在烧蚀条件下的炭化物产量，促进在烧蚀表面形成耐高温的陶瓷层，从而大幅增强硅橡胶基复合材料的整体抗烧蚀性能。
与现有的基于SR的烧蚀系统相比，本研究具有几个显著优势：保留的PA粉末纳米多孔结构同时降低了复合材料的密度和导热系数，克服了传统富碳填料的主要缺点；PA衍生的碳参与原位碳热反应形成保护性陶瓷层，形成了双层结构。这种方法为废弃酚醛气凝胶的可持续回收提供了新途径。总体而言，本研究通过定制的原位陶瓷化技术，为轻质、柔性、高性能的烧蚀复合材料的设计提供了新策略，展示了其在柔性热防护领域的应用潜力。
