聚酰亚胺(polyimide,PI)由于其优异的性能被应用于变频调速电机的匝间绝缘,在高频陡脉冲的作用下变频电机匝间绝缘经常出现过早失效。研究表明等离子体改性PI薄膜表面可以改善其耐电晕性能,但是同时材料的热力学性质也会发生改变,热力学性质的改变会对变频电机匝间绝缘的使用寿命产生影响。因此,研究等离子体改性PI薄膜后热力学性质的变化有着重要的意义。本论文借助分子动力学模拟软件以PMDA-ODA型PI分子为基础搭建分子模型,并通过键级分析各化学键的成键强度。搭建聚合度为15的分子链并构建PI晶胞,计算模型的弹性模量和玻璃化转变温度(Tg)。为了模拟等离子体处理初期在PI薄膜引入基团的作用,在分子链末端和侧端接枝极性基团并构建含有不同百分比接枝分子链的晶胞,分别计算各晶胞的弹性模量以及玻璃化转变温度。研究表明:引入极性基团后基团之间相互成键形成网状结构,改善了材料的力学性能;极性基团的引入增强了分子间的作用力链段运动能力减弱,材料的玻璃化转变温度上升。为了模拟等离子体处理较长时间后分子链的断裂和小分子物质的生成,构建含有不同百分比PI分解产物和接枝基团分子链的PI晶胞,分别计算各晶胞的弹性模量以及玻璃化转变温度。研究表明:当分子链发生断裂及生成小分子物质后分子间作用力减弱,材料力学性质发生劣化;当分子链断裂形成小分子物质后链段运动能力增强,材料玻璃化转变温度降低。为了验证本次仿真,在兼顾经济性和便捷性的基础上选择利用原位聚合法制备PI薄膜,测量不同等离子体处理时间下PI薄膜的弹性模量和玻璃化转变温度。通过对比实验与仿真结果,发现等离子体处理时间较长时实验数据变化趋势与仿真几乎相同,在处理时间较短时实验测量结果数值变化较仿真偏小。这是由于处理初期,等离子体主要是对PI薄膜表面产生作用而未改变材料基体性质,所以实验测量结果数值变化较小,而仿真模型是直接改变材料基体性质,所以仿真数据变化明显;但是在长时间处理后等离子体会刻蚀材料基体,所以材料热力学性质随等离子体处理时间增加而下降,仿真模型通过在模型中加入小分子物质相当于损伤材料结构,所以实验数据和仿真数据变化趋势较为一致。