高分子材料在人们的日常生活以及生命科学、化学化工、食品、环境、医药等领域都有非常重要的应用。采用计算机分子模拟的方法研究高分子有助于人们弄清发生在高分子材料中的许多现象的内在机理，从而为开发新材料提供理论支持。本文首先采用巨正则蒙特卡罗和分子动力学相结合的方法研究了氧气在非晶态聚乳酸和PSiMA-IPN-PMPC水凝胶中吸附和扩散的问题。在常温条件下，非晶态聚乳酸和PSiMA-IPN-PMPC水凝胶分别呈玻璃态和橡胶态。氧气在玻璃态聚乳酸中的吸附过程遵循双模吸附模型，在水凝胶中的吸附过程则遵循亨利定律。研究发现，这两种材料中的水含量对氧气在材料中的吸附和扩散过程均有影响。氧气在聚乳酸中的吸附系数随着聚乳酸中水含量的增加而减小；氧气在聚乳酸中的扩散系数则随着聚乳酸中水含量的增加表现出先减小后增大的趋势。增加PSiMA-IPN-PMPC水凝胶中的水含量会同时减小氧气在水凝胶中的吸附系数和扩散系数。然后，本文采用耗散粒子动力学和分子动力学的方法分别研究了水化Nafion高分子膜和含有离子液体的Nafion高分子膜的结构和动力学性质。对于水化Nafion膜，本文主要研究了水含量和聚乙烯醇高分子含量对Nafion膜微结构的影响。对于Nafion-离子液体复合膜，本文则着重研究了Nafion高分子对离子液体的结构和扩散性质的影响。通过对比发现水团簇和离子液体团簇在Nafion膜中的形成机理不同。在水化Nafion膜中，水团簇成管状，并且所有的水团簇的周围均被磺酸根包围。在含有[bmim][BF4]离子液体的Nafion膜中，由于[bmim]+阳离子上存在疏水的烷基链，离子液体在Nafion膜中可以单独形成团簇。最后，本文采用粗粒化分子动力学的方法研究了PAMAM树状大分子与聚电解质链的组装行为。研究发现PAMAM的代数对其在溶液中的组装行为有影响。PAMAM的代数与PAMAM/聚电解质链电荷比则对PAMAM-聚电解质链的组装均有影响。