POSS纳米杂化复合树脂杂化增强机制的纳观力学模型

The present work will proceed a thorough investigation on the mechanical behavior of POSS hybrid nanocomposites by the ways of theoretical analysis,MD simulation and experimental examination. Attention is focused on the influnce of POSS hybrid process on the elastic modulus,hardness,toughness and volume shrinkage of the crosslinked polymer networks. A mechanics model for POSS hybrid reinforcement should be proposed. Based on it, A prediction may be given on the mechanical properties of the POSS hybrid nanocomposites. These works may lay the foundation for further molecular design of the improved dental restoratives.

本项目拟从理论分析、数值模拟和实验研究三方面对POSS杂化复合树脂的力学行为进行深入研究，重点分析POSS杂化对交联型高分子材料模量、硬度、韧性及固化过程体积收缩率的影响规律，建立POSS杂化对复合树脂的增强模型，并对POSS杂化增强复合树脂的力学性能进行预报，为进一步开展齿科复合树脂改性分子设计奠定理论基础

1）合成了新型POSS杂化齿科纳米复合树脂，并对材料的性能进行了较详尽的分析表征。研究结果表明，POSS杂化纳米复合树脂不仅在收缩性方面得到了有效改善，而且材料的强度、模量、硬度及韧性等重要力学性能也得到了全面提高。该项工作获得国家发明专利。.2）提出了交联网状模型的动态建模方法，对已经通过分子力学方法充分优化的三种杂化复合树脂模型，分别计算了广角X射线（WXRS）衍射、玻璃化转变温度、弹性模量和固化体积收缩率等，模拟结果与实验结果吻合。.3）提出了聚合物分子链的滑移机制，并建立了聚合物的细观力学滑移模型。在此基础上提出了POSS杂化聚合物的细观强化机制与细观强化模型，与分子模拟结果吻合得很好。.4）采用ReaxFF反应力场研究了POSS、PVDF和POSS/PVDF在原子氧冲击下的侵蚀过程和POSS的抗侵蚀影响和机理。分析了三种材料在原子氧冲击过程中的温度演变、破坏结构、质量损失和侵蚀系数。对研究POSS加固其他高聚物的抗原子氧侵蚀性能也有深刻的借鉴意义。