水性涂料耐候耐水性能多尺度关联建模与优化设计

涂料是一种复杂体系，影响涂料性能的因素很多，任何单一的物理化学、统计力学或微观模拟方法都不能完全表达这些影响。项目拟用多尺度建模方法，将复杂涂料体系的多相多尺度问题分解成不同的尺度域，探索水性涂料耐水性、耐候性的多尺度关联建模。项目拟以典型的丙烯酸酯水性涂料系列为研究对象，沿着从微观到介观再到宏观的过程，在理论和实验的基础上研究聚合物与颜料、水的相互作用对涂料及膜的性能的影响。采用统计学、统计力学和有限元方法建立不同尺度的数学模型，逐级递推地计算不同尺度下与水性涂料性能相关的参量，最终建立水性涂料耐候、耐水性的多尺度关联模型。研究方法包括依据物理化学、统计力学和分子动力学过程建立不同尺度数学模型，通过结构-性质间的信息反馈达到优化设计。研究结果达到在要求的性能下，对其组分进行优化设计；在组分一定的情况下，对其性能进行预测。为水性涂料性能的预测提供一个新的途径，为水性涂料的研究提供理论