全芳香族聚酰胺作为高性能的合成材料,在聚酰胺家族中占有极其重要的地位,引起社会的广泛关注,但是关于全芳香族聚酰胺性能的计算机模拟却鲜有报道。本文采用分子模拟的方法研究了一类线形芳酰胺聚合物的热、力学性能,并设计了两组新型线形芳酰胺聚合物。使用基团贡献法(GC)和分子动力学法(MD)模拟研究了聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的玻璃化转变温度。在分子动力学模拟中,对密度、比体积、回转半径和非键相互作用随温度的变化规律进行了深入分析,研究表明,自由体积理论能较好地解释聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的玻璃化转变现象,而非键相互作用随着温度的变化系玻璃化转变的根本原因。两种方法得到的温度值相差不大,且都高于480 K,表明聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺系列聚合物具有耐高温性能,有用作耐高温高分子材料的良好潜力。由聚四联苯2,6-二甲酰对苯二胺到聚七联苯2,6-二甲酰对苯二胺,多联苯的侧链上每增加一个刚性苯环,玻璃化转变温度降低约10 K,其主要原因是四个及以上的苯环侧基相连大大增加了聚合物分子的空间位阻,且随着侧基体积的增大,分子间距离增大,分子间相互作用力减小,引起类“内增塑”作用,从而导致聚合物的玻璃化转变温度降低。使用分子动力学的方法对聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺进行模型构象优化计算,再进行力学性能模拟,探索了线形聚酰胺分子侧链长度对于力学性能的影响。结果表明,随着多联苯苯环数目的增加,聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的本体模量、剪切模量和杨氏模量呈下降的趋势,但不是很明显,而聚合物的密度明显随着苯环数目的增加而降低,其原因可能是多联苯苯环数目的增加,使得聚合物链脊柱方向的长度增加,亦增大了分子间的空间位阻,进而导致聚合物分子链的密堆积变得困难因而体系密度降低。同时,使用分子动力学优化后的模型模拟得到聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺的泊松比数据,四至六联苯的泊松比均为正值,而聚七联苯2,6-二甲酰对苯二胺在xoy平面得到了负泊松比,这与我们过去使用分子力学法优化模型后模拟所得的结果不一致,表明即便是一级结构相同的聚多联苯2,6-二甲酰对苯二胺,其力学性能也受到大分子在空间排列构象的影响,从而导致呈现不一样的结构与性能。此外,从获得分子水平拉胀性的角度出发,设计了两种线形芳香族聚酰胺:聚三联苯2,6-二甲酰联苯胺、聚己三炔基2,6-二甲酰对苯二胺,使用基团贡献法预测了它们的玻璃化转变温度,结果两者都在540K左右,有用作耐高温材料的潜能;用分子力学的方法对该聚合物结构进行构象优化,然后对其力学性能进行了模拟。结果表明,这两种线型芳酰胺聚合物在空间呈现出类倒插蜂窝排列结构,使得它们在xoy平面上均具有负泊松比。