发展和应用生物基聚合物可以从根本上治理“白色污染”、减少对石油资源的消耗,有利于碳达峰和碳中和的实现。由石油基对苯二甲酸（TPA）合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）逐渐被生物基聚合物取代。然而生物基聚合物如聚乳酸（PLA）、聚3-羟基烷酸酯（PHA）、聚丁二酸丁二酯（PBS）等由于缺少刚性芳香环结构,相比PET存在着力学性能差、耐热性差等缺点。从纤维素、糖类等生物质中制得的2,5-呋喃二甲酸（2,5-FDCA）具有和TPA相似的结构与物性,以其为原料合成的聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）具有更高的玻璃化转变温度（Tg）、更低的熔点（Tm）、更优异的气体阻隔性、更高的强度和模量。PEF被认为最有望成为石油基PET的替代品,可广泛应用于包装材料、纺丝、工程塑料等领域。PEF目前缺乏基础数据研究,尚未实现工业化生产。基于此,本文面向PEF聚合过程和加工过程,在宽剪切范围进行了流变的实验研究;基于重量法和分子动力学模拟（MD）的方法研究小分子在PEF中的溶解和扩散行为。（1）PEF的流变特性。流变数据为缩聚反应过程、脱挥过程和成型加工过程中的工艺条件设置、加工机械设计提供数据支持。PEF是黏性为主的黏弹性复杂流体。在测试温度范围（230～260℃）内PEF呈现剪切稀化的特性。表观黏度随着温度的升高以及特性黏数的降低而减小;其黏流活化能随着剪切速率的增大而降低;其非牛顿指数（0.57～0.91）随着温度的升高及特性黏数的降低而增大。动态流变数据可反映材料的结构,实验结果表明PEF是以黏性为主具有一定弹性的聚合物,其损耗模量G"远大于其弹性模量G’;计算得到PEF的第一法向应力差N1,并将其与PET进行对比。（2）乙二醇（EG）和乙醛（AA）在PEF中的扩散特性。PEF中小分子的扩散特性可为聚酯终缩聚和固相缩聚过程中挥发分的分离与脱除、工艺条件的设计等提供重要的基础数据。本文基于重量脱附法实验和一维扩散数学模型,研究了 EG和AA在PEF基体中的扩散系数。采用分子动力学模拟（MD）从微观角度分析了自由体积、温度、聚合度、小分子种类等对扩散行为的影响,MD预测结果与实验数据吻合良好。Tg以上,EG在PEF中的扩散系数与温度的关系符合:D=5.29×10-6 exp（-39050/RT）,AA在PEF中的扩散系数与温度的关系符合:D=6.02 × 10-6exp（-37700/RT）。（3）较宽温度范围下CO2在PEF中的溶解度。采用磁悬浮天平测定CO2在PEF中的吸附等温线,同时采用分子动力学方法建立全原子模拟体系（约20000个原子）,对其溶解行为进行仿真。采用了不同的统计方法计算体系中气体小分子CO2在PEF基体中的溶解度,根据Henry定律和Van’t Hoff方程计算得到Henry系数（Hp）和溶解焓。CO2在PEF中的溶解是放热过程,随着温度（308～513K）的降低和压力的增大,溶解度增大;在玻璃化转变温度以下Henry系数与温度的关系符合:ln Hp=ln0.002+23170/RT;玻璃化转变温度以上Henry系数与温度的关系符合:ln Hp=ln 0.070+13450/RT。