779
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本发明公开了一种异构结构的钛基复合材料及其制备方法和应用,该复合材料主要由钛或钛合金作为钛基体,由原位自生的碳化钛、硼化钛中任意一种或者两种作为增强相形成。本发明的复合材料的微观结构中,增强相和细晶粒钛形成的纳米复合细晶结构分布在粗晶粒钛基体周围形成网络状的非均匀分布,且致密性良好,细晶粒和粗晶粒的钛结合在一起形成粗晶与细晶的双晶粒异构结构,且界面结合优良;细晶钛组织中的增强相的微观成分在整个复合材料中呈现成分的梯度,使复合材料形成了晶粒尺寸与微观成分的双异构结构。本发明的复合材料具有较高的强度和塑性组合,综合力学性能优良,可以广泛地应用于航空航天、军事装备和海洋工程及生物医疗领域。
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本发明公开了一种双球晶相/非晶复合材料及其制备方法。本发明的锆基非晶复合材料的化学表达式为(ZraTibCucNidNbeBef)Cg(原子百分比),其中35≤a≤70,5≤b≤15,5≤c≤20,2≤d≤12,5≤e≤15,5≤f≤23,0.5≤g≤2,a+b+c+d+e+f+g=100。根据材料复合原理,在非晶基体上复合大尺寸塑性相β‑Zr(Ti)相来提升材料塑性,复合细小均匀陶瓷相ZrC相来增强材料屈服强度。具体制备方法如下:熔炼母合金锭,并铸成母合金型材;将母合金型材放入坩埚中加热至完全熔化,过热处理一定时间后降温至固液两相区,进行半固态处理,控制相的形貌和尺寸,然后采用快速顺序凝固方法,获得β‑Zr(Ti)相和ZrC相双球晶相复合的锆基非晶复合材料。
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本发明涉及一种电子束熔丝沉积超细网状钛基复合材料的方法,包括以下步骤:首先对钛合金丝材表面进行渗硼处理,再利用电子束熔丝沉积技术将渗硼处理后的钛丝进行快速成形。本发明提供电子束熔丝沉积超细网状钛基复合材料的方法,突破了钛基复合材料丝材加工难度大的局限性;同时可对电子束熔丝沉积后复合材料内部增强相分布进行有效调控,能够制备出具有较高的强韧性的超细网状结构钛基复合材料。此外,该工艺适用性强,工艺流程短,大大拓宽钛基复合材料的制备与应用范围。
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本发明公开了一种增强型双发射荧光复合材料,由谷胱甘肽包裹的金纳米团簇与发光金属有机框架MIL‑68(In)‑NH2通过酰胺键共价结合形成GSH‑AuNCs@MIL‑68(In)‑NH2,然后与半胱氨酸共孵育形成。本发明还公开了该增强型双发射荧光复合材料的制备方法和在双发射比率荧光法检测Hg2+中的应用。本发明的增强型双发射荧光复合材料在加入Hg2+后,能够淬灭Cys/GSH‑AuNCs处的荧光发射峰,而发光金属有机框架处的荧光发射峰强度几乎保持不变,不仅能够有效消除系统误差,而且具有检测限低,线性范围宽,准确性好,灵敏度高等优点。
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本发明公开了一种原位聚合碳纳米管改性尼龙复合材料的制备方法,它由碳纳米管制备得到MWCNTs-NH2后,再与尼龙盐反应制备得到氨化多壁碳纳米管复合材料。与现有技术相比,本发明制备得到的复合材料的摩擦磨损性能、抗拉强度和稳定性都得到了较大的提高。
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一种制备环糊精衍生物改性的上转换复合材料的方法,它是将油酸包裹的上转换纳米粒子(OA-UCNPs)逐滴加入HCl溶液,能得到无油酸配体的UCNPs。把柠檬酸改性的β-环糊精(CD-Cit)与无油酸配体的UCNPs在高温下反应得到CD-Cit包裹的UCNPs(CD-Cit-UCNPs),CD-Cit-UCNPs与RB组装后得到环糊精衍生物改性的上转换复合材料。本发明的上转换复合材料是基于一种FRET过程,以UCNPs作为能量给体,罗丹明B(RB)作为能量受体,利用了主客体间的竞争反应。加入胆固醇后,胆固醇诱导RB游离出β-环糊精的空腔,致使FRET减弱,上转换荧光增强,以此来检测胆固醇的含量。本发明公开了其制法。
一种ZnO协效蒙脱土阻燃聚苯乙烯纳米复合材料及其制备方法,该复合材料包括以下按照质量份计的组分:聚苯乙烯65-80、有机改性剂改性的蒙脱土1-10、ZnO微米棒0.1-5、氮系阻燃剂5-20、增韧剂2-10、助剂0.5-5,且有机改性剂改性的蒙脱土与ZnO微米棒的质量比为20:1-1:1;制备方法是将上述材料放入高速搅拌机中进行搅拌混合均匀后再利用双螺杆挤出机挤出造粒。本发明采用一维的ZnO微米棒协同二维纳米层状的蒙脱土对聚苯乙烯阻燃制备聚苯乙烯纳米复合材料,利用ZnO微米棒与纳米蒙脱土之间的协同作用,可有效提高材料的阻燃及抑烟性能,ZnO的协同阻燃效果得以明显体现,阻燃效果好。
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本发明属于纳米多孔材料的制备工艺领域,涉及一种耐高温碳化硅气凝胶隔热复合材料的制备方法。所述的耐高温碳化硅气凝胶复合材料是一种由硅酸铝纤维毡和碳化硅气凝胶构成,在空气气氛中可以耐1200℃高温的隔热材料。其制备方法是把苯二酚、甲醛、硅源、水、乙醇混合均匀,经过溶胶-凝胶、老化和干燥得到纤维增强碳-硅复合气凝胶纤维增强碳-硅复合气凝胶在氩气保护下进行碳热还原反应,然后在空气中煅烧即得到纤维增强耐高温碳化硅气凝胶隔热复合材料。本发明具有用料简单和工艺简捷的优点,工艺过程操作简单,容易实现规模生产。
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聚合物/黏土纳米复合材料,包括如下组分:聚合 物10~90份;黏土0.1~10份;有机硅表面活性剂0.1~30份; 乙烯类单体10~90份;分散介质3~1000份;催化剂0.1~1 份;引发剂0.1~2份;促进剂0.1~2份。有机硅表面活性剂 简式是(RO)3SiR1N+R2R3R4X-,本发明将含有双键的反应型的有机硅表面活性剂(插层剂)通过阳离子交换插入黏土层间,不仅能使黏土层间距大幅度增加,而且和黏土片层存在着化学和物理的作用,利于聚氨酯的大分子链插入和剥离型纳米复合材料的形成。可以制备出高性能的、剥离型的互穿网络型聚合物/黏土纳米复合材料。
本发明是废旧稻草纸制得的微/纳米纤丝增强聚丙烯纳米复合材料,其组分废旧稻草纸制得的微/纳米纤丝占2~11%、改性剂占1~6%、热塑性塑料占83~97%。工艺步骤分1)将0.5~1质量份的稻草纸粉浸泡在蒸馏水中24小时,于常温下强烈搅拌30分钟,形成稳定的悬浮液;2)制得的悬浮液放置于冷冻干燥箱中进行冷冻干燥至绝干,得到干燥而不结团的微/纳米纤丝;3)将5%质量份的稻草微/纳米纤丝、93%的聚丙烯和2%的马来酸酐接枝聚丙烯在迷你挤出机中高速搅拌,挤出,造粒,即得微/纳米纤丝增强的聚丙烯纳米复合材料。干法条件下用微/纳米纤丝与聚合物共混,工艺简单,方便。制得的纳米复合材料的强度高、环保。
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本发明公开了一种复合材料应变率相关压缩本构模型的构建方法,属于复合材料力学性能研究技术领域。本发明包括以下步骤:1.完成复合材料在多种应变率下的压缩试验,得到各种应变率下的压缩应力‑应变曲线;2.推导出待拟合复合材料压缩本构模型;3.拟合得到每条压缩应力‑应变曲线所对应的复合材料压缩本构模型的参数值;4.获得复合材料压缩本构模型的各个参数值随应变率变化的函数表达式;5.将所求的函数表达式带入待拟合复合材料压缩本构模型中得到复合材料应变率相关压缩本构模型。本发明能够较为准确地获得复合材料应变率相关压缩本构模型,为复合材料结构在冲击、振动以及噪声等动态加载工况下的高保真数值仿真计算奠定基础。
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一种制备磁电复合材料的化学镀方法,属于磁电复合材料技术领域。该方法将具有压电效应的压电陶瓷切片,切成所需尺寸,并进行打磨、除油、化学粗化、敏化、活化和还原等化学镀前处理;然后将前处理好的压电陶瓷片放入配置好的化学镀液中进行化学镀,化学镀至所需厚度后,取出极化,得到磁电复合材料。化学镀方法与现有的磁电复合材料制备方法相比,不仅消除了粘结工艺中产生的粘结层和电镀工艺中需要的电极层所带来的弹性损失,以及热压固化工艺造成的界面混杂所产生的不良影响,可以增强铁电相和铁磁相之间的弹性结合力,提高复合材料的磁电耦合性能,而且可以简化生产工艺。
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本发明属于纤维复合材料的制备技术领域,具体涉及一种芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料及其制备方法。本发明提供了一种芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料的制备方法,包括以下步骤:将芳纶基环氧树脂、非芳纶基环氧树脂、稀释剂和胺类固化剂混合,得到改性环氧树脂体系;将所述改性环氧树脂体系涂覆于芳纶纤维产品,得到预浸料;将所述预浸料叠层后,进行真空辅助成型,得到所述芳纶纤维增强环氧树脂基复合材料。本发明提供的制备方法可以实现环氧树脂复合材料的常温固化,同时制备得到的复合材料具有较高的界面结合力。
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本发明公开了一种碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法与本构模型:首先,采用MTS万能试验机对碳纤维复合材料试件进行轴向的准静态压缩,得到低应变率压缩性能;然后,通过SHPB实验装置对碳纤维复合材料试件进行轴向的动态压缩实验,得到高应变率压缩性能;接着,采用复合材料混合定律验证准静态实验的合理性,采用波形变化关系验证动态压缩实验的准确性,提出联合型屈曲强度计算公式;最后,引入应变率项对实验结果进行拟合,得到碳纤维复合材料轴向压缩的应力应变本构模型。本发明得到的本构模型能较为准确地描述碳纤维复合材料轴向压缩的力学性能,且能为数值仿真和其他类似材料的轴向压缩性能测试提供参考。
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本发明涉及了层间增韧复合材料层合板的仿真方法,涉及复合材料断裂研究领域,该方法包括以下步骤:依据层间增韧复合材料层合板的尺寸参数,使用有限元软件ABAQUS建立层合板仿真计算模型;在层合板计算模型中加入增韧模型;根据层合板材料各组份的力学性能表征,在软件中分别设置材料各项属性;对层间增韧复合材料层合板有限元仿真模型进行计算分析,提取加载点的载荷位移曲线。本发明可以有效的预测层间增韧复合材料层合板的分层损伤行为,为复合材料构件的设计、分析及验证提供了依据。
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本发明公开了一种三维网络状分布的石墨烯增强钛基复合材料及其制备方法和应用,该复合材料主要是由钛或钛合金作为钛基体,石墨烯作为增强相,在复合材料的微观结构中,石墨烯均匀分布在钛基体颗粒周围形成三维网络状结构,即类似于钛基体颗粒填充于石墨烯三维网络状结构的网格中并且完全致密,所形成的石墨烯增强钛基复合材料。本发明采用交联反应的方法使石墨烯在钛基体颗粒表面良好包覆,克服了常规的球磨方法容易引入杂质与难以实现石墨烯均匀包覆的难题,经烧结成型得到三维网络状分布的石墨烯增强钛基复合材料块体。本发明的复合材料具有高强度和高塑形,具有优异的综合力学性能,可以应用于航空航天、船舶舰艇等等国防军工领域。
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本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种基于非连续纤维结构的高性能碳纤维复合材料。所述复合材料选用的碳纤维预浸料通过机械切割得到非连续纤维结构,切割时的切口方向与纤维方向之间的夹角为α,5°<α<25°。本发明通过调整非连续纤维的切口结构,相对于传统切口结构,提高了基于非连续纤维结构的碳纤维复合材料的拉伸强度、拉伸模量和吸能性能,同时,所述基于非连续纤维结构的碳纤维复合材料仍具有良好的伪延展性和复杂几何结构的成形性。所述复合材料的制备方法操作简单,便于工业生产。
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本发明公开了一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法,包括以下步骤:确定单向陶瓷基复合材料基体裂纹数;确定裂纹宽度变化规律;计算水蒸气在CO和H2混合气体中的扩散系数;测出实际氧化反应中生成CO和H2的具体比值;确定陶瓷基复合材料内部氧化形貌:求得水蒸气浓度场,确定陶瓷基复合材料在任意时间下的内部氧化形貌。本发明预测了在应力水蒸气环境下陶瓷基复合材料的内部氧化形貌,准确地得到材料在应力氧化后内部裂纹壁的氧化、水蒸气进入到裂纹底部后对纤维、界面和基体的氧化形貌,为之后计算应力水氧耦合环境下单向陶瓷基复合材料的氧化问题提供了理论支持和试验依据。
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本发明公开了一种纳米洋葱碳增强钛基复合材料及其制备方法,该复合材料主要由纳米洋葱碳和基体钛所组成,其中所述纳米洋葱碳作为增强相,均匀分布在金属钛的基体中起到弥散强化的作用;本发明还公开了所述纳米洋葱碳增强钛基复合材料的制备方法,针对现有技术中存在的缺陷,本发明以纳米金刚石为原料合成纳米洋葱碳,并将其添加到钛基体中获得均匀分布,烧结成型得到致密的钛基复合材料,利用此方法制备的钛基复合材料中纳米洋葱碳分布均匀,杂质含量少且在基体中能保持完整形态,使此复合材料具有优异的综合力学性能。
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本发明涉及一种挤压浸渗制备金刚石-Al复合材料的方法,具体步骤:首先,将金刚石颗粒填入模具,保持模具竖直并振实,使金刚石颗粒自由堆积;其次,将模具加热到一定温度并保温,旋紧上盖,使金刚石颗粒在受压状态下保持紧密堆积状态;然后,通过加压将铝液渗入金刚石颗粒间隙,同时向模具上盖处喷雾冷却,使铝基体顺序凝固制得金刚石-Al复合材料;最后,通过热处理改善金刚石-Al界面结合。所用金刚石粒径为125-250μm,表面不镀膜,基体为铝硅合金。本发明无需真空或气氛保护系统;特制模具在整个制备流程中提供压应力,保证金刚石颗粒紧密接触;顺序凝固使铝基体致密;后期热处理能改善金刚石-Al界面结合。复合材料热导率优异,适合工业化生产。
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本发明公开了一种陶粒填充树脂矿物复合材料及其制备方法,由以下重量份比的原料混合后固化而成:花岗岩骨料60-85份,合成树脂2-15份,稀释剂0.2-1份,增韧剂0.2-1份,固化剂0.5-5份,陶粒1-20份,石英尾砂1-20份;所述陶粒为体积密度≤1.8g/cm3,粒径在0.5-3mm之间的高强度陶瓷颗粒;所述石英尾砂为体积密度≤1.6g/cm3,粒径在0.05-0.3mm之间的石英尾砂。本发明利用陶粒内部的细密蜂窝状微孔提高复合材料的阻尼和减震性能;采用颗粒细小的石英尾砂作为矿物增稠剂,避免骨料的沉降分离现象;本发明所得的陶粒填充树脂矿物复合材料的密度2.2-2.3g/m3,阻尼比0.75-0.8%,抗压强度达到125-130MPa,抗折强度达到50-55MPa,尺寸稳定性好,更加满足精密机床对床身材料性能的要求。
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本发明公开了一种铜纳米颗粒/黑磷纳米片复合材料及其制备方法与应用,该复合材料包括载体黑磷纳米片及负载在该载体上的铜纳米颗粒;制法为先将黑磷和氢氧化钠分散于有机溶剂中,制得混合液,将该混合液置于超临界反应釜中,在40~70℃、15~20MPa条件下反应3~4h,制得黑磷纳米片,随后将该黑磷纳米片与铜相溶液混合后,在50~60℃条件下反应10~120min,制得复合材料。该复合材料应用于电化学催化还原二氧化碳。本发明的显著优点为:该复合材料比表面积大,铜纳米颗粒的负载量大,结晶性能及催化性能优;制法简单、成本低、环境友好;同时应用于电化学催化还原CO2,催化活性高、稳定性强、具有较低的外加电压。
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本发明公开一种复合材料格栅结构低速冲击定位方法,其属于复合材料结构类工程结构健康监测领域。本发明将基于牛顿法的无约束优化算法应用到复合材料格栅结构的低速冲击识别问题中,实现了结构低速冲击的快速识别。利用传感阵列技术,通过对结构施加冲击诱导产生Lamb波信号,并采集复合材料格栅结构的冲击响应信号;以其中某个传感器为基准,采用小波分析手段,提取Lamb波到达其他各个传感器的时间差;利用本发明基于牛顿法的无约束优化算法,求解定位非线性方程组,从而获得冲击源的位置。本发明能快速有效地实现复合材料格栅结构的冲击源识别,识别精度高,具有较好的工程应用价值。
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基于微波的复合材料构件快速修补装置及修补方法,涉及复合材料构件外场快速修补工艺与装备技术领域。本发明微波发生源一端连接微波传输线,微波传输线的另一端与同轴波导转换器与双定向耦合器的一端连接,同轴波导转换器与双定向耦合器的另一端与微波辐射器的一端连接,微波辐射器的另一端相对设置复合材料构件,复合材料构件上靠近复合材料构件的一侧形成待修复区域,待修复区域通过光纤传感器与信号放大器的一端连接,信号放大器的另一端与信号转换器的一端连接,信号转换器的另一端与控制单元的一端连接,控制单元的另一端与微波发生源的另一端连接。本发明实现了固化速度快、加热均匀和修复构件质量优良,对修补区域进行健康监测的目的。
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本实用新型公开了一种多轴向纤维增强拉挤型材夹芯复合材料承重梁,包括:拉挤管芯材、拉挤管封口材料、复合材料腹板和复合材料面板;拉挤管芯材为矩形截面,其外表面缠绕有缠绕纤维布,并且由拉挤管封口材料进行封口;拉挤管芯材设有多个,多个拉挤管芯材拼叠形成组合构件,呈梁的形状,多个拉挤管芯材拼叠形成的组合构件其表面外包有外包纤维布;本实用新型采用复合材料夹芯结构,以拉挤型材为芯材,以复合材料为面层及腹板,充分利用了拉挤型材和复合材料夹层结构两种的优点,使得构件抗压、抗弯、抗剪以及抗剥离能力显著提高解决了承载力低及界面剥离问题。
本发明公开了一种原位反应生成的离聚体改性聚丙烯复合材料及其制备方法。原位反应生成的离聚体改性聚丙烯复合材料,其原料组分包括:聚丙烯树脂39-93份;矿粉3-40份;马来酸酐接枝弹性体3-10份;金属盐0.5-10份;抗氧剂0.1-0.4份;润滑剂0.3-1份;所述份数为质量份数。本发明原位反应生成的离聚体改性聚丙烯复合材料具有优异的综合性能,材料的弯曲模量可以达到1860MPa,悬臂梁缺口冲击强度可达15KJ/m2,熔融指数13.2g/10min,强韧性和加工性得到了更好的兼顾,耐刮擦性能有显著的提高,适用于制作汽车内外饰件;制备方法简单易操作,无需使用超临界物质,成本低廉。
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本发明涉及一种亚临界醇挤出制备木塑复合材料的方法,属于高分子材料反应技术研究领域。即将占反应物总质量百分含量为20%~80%的热塑性高分子材料、占反应物总质量百分含量为20%~80%的木粉与占反应物总质量百分含量0%?20%的界面反应性助剂相混合,混合物在具有亚临界醇挤出反应条件和合适的螺杆转速的双螺杆挤出机中进行熔融挤出共混反应。挤出产物经冷却、成条、造粒,然后经开炼机混炼、平板硫化机压片,即获得木塑复合材料。本发明增进热塑性高分子材料与木纤维表面的反应。挤出反应过程易于控制,无毒、产率高、能耗低、易于大型化、规模化,对环境污染小,可获得力学性能优异的木塑复合材料。
本发明公开了一种建立短纤维增强橡胶复合材料三维代表体元的方法,包括如下步骤:1)对橡胶基复合材料进行切片;2)对橡胶基复合材料的切面拍摄扫描电子显微镜照片,得到橡胶基复合材料的切片图像;3)对橡胶基复合材料的切片图像进行锐化、边缘化处理并得到短纤维截面的椭圆形轮廓或圆形轮廓或四边形轮廓;4)由上述切面上短纤维截面判定短纤维在基体中的空间取向;5)对由得到的众多短纤维的直径和空间取向进行统计分析,获得短纤维的直径和空间取向的分布规律。6)根据纤维直径和取向的分布规律,编制计算机程序,建立复合材料三维代表体积单元。有益效果:采用的设备投入少,并且效果良好。
一种蒽醌分子非共价修饰石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法:包括将蒽醌类衍生物溶于氧化石墨烯溶液中,搅拌并利用超声波分散后,将导电聚合物单体加入上述溶液中,搅拌并利用超声波分散混合均匀后,加热条件下搅拌反应制备得到蒽醌分子非共价修饰石墨烯/导电聚合物复合材料。本发明利用蒽醌类分子与氧化石墨烯之间的氢键作用、π-π相互作用将其锚在氧化石墨烯表面,利用氧化石墨烯表面的含氧官能团作为氧化剂,单体被氧化为导电聚合物,同时氧化石墨烯本身被还原为石墨烯,制备的复合材料表现出较高的电导率与稳定性,可用作超级电容器的潜在电极材料。
本发明涉及一种抗菌剂增强麦秸秆/PP木塑复合材料耐霉菌腐蚀的配方,以偶联剂KH550改性的麦秸秆为填充材料,以PP为基体,采用混炼和热压成型方法制备了未添加和添加硼酸锌、百菌清和SD-36M3种抗菌剂的麦秸秆/PP木塑复合材料,对未添加和添加抗菌剂的麦秸秆/PP复合材料进行了5种霉菌腐蚀实验,分析了抗菌剂对麦秸秆/PP复合材料耐腐蚀性能的改善作用,并得出了抗菌剂的最佳添加量;结果表明:硼酸锌、百菌清均对麦秸秆/PP复合材料的耐腐蚀性能有较好改善作用,而SD-36M则改善作用很小;硼酸锌和百菌清最佳添加量分别为1%和1.25%,麦秸秆/PP复合材料在霉菌腐蚀后的综合性能表现较好。
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