本论文研究以分子力场为核心的计算化学方法在高分子和表面活性剂中的应用。工作涉及到分子力场的确立,用计算化学位的方法预测高分子储水量以及表面活性剂表面张力和薄膜稳定性的预测。使用的计算方法有量子化学从头计算方法和分子动力学方法。研究内容包括可迁移力场分子片段切割规则的确定,高分子质子交换膜力场参数的建立和储水量的预测以及表面活性剂在气液界面的分子动力学模拟。研究工作主要包括：1.为了建立一套可迁移的分子力场,从量子化学方法出发,研究各种常见官能团对周边化学环境的影响,通过对键长,键级,电荷等性质的研究比较,确立的分子片段的切割规则,为制作可迁移性的分子力场以及建立分子力场数据库提供了依据。2.从第一性原理出发,根据分子片段化规则,开发了描述STPES(Sulfonated polyarylenethioethersulfone),一种新合成的具有出色的热稳定、机械稳定性及质子传递性能等优点的高分子质子交换膜的分子力学力场。在得到可靠力场参数的基础下,通过分子动力学模拟,并预测了其储水量,并与Nafion的各项性质进行了比较,发现STPES比Nafion具有更高的储水量。3.通过分子片段化方法利用量化计算从第一性原理出发开发了烷基苯磺酸盐表面活性剂同分异构体的分子力场,并比较了三种不同苯环结合位点的烷基苯磺酸盐同分异构体在表面性质上的差异。4.以烷基苯磺酸盐(12phenylLAS)为例,通过分子模拟方法研究硬水离子(Ca, Mg)如何影响表面活性剂的性质。通过计算表面张力,密度分布,数密度分布,电荷分布,径向分布函数,扩散系数以及尾链构象的分析,研究Ca, Mg离子对表面活性剂的影响。5.通过建立拉伸模型研究表面活性剂薄膜的稳定性。直接模拟具有表面活性剂体系薄膜的临界厚度,通过密度分析,体系能量和表面张力来判断薄膜破裂,并对薄膜破裂时,表面活性剂的行为进行了跟踪研究。