作为材料开发和设计的重要手段，计算机模拟在材料学中的应用日益广泛，并在很大程度上促进了材料学研究的深入发展。本文首先采用分子动力学（MD）模拟方法对O₂和CO₂在聚乳酸（PLA）/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）共混物中的扩散行为进行了研究。其次，考虑到聚合物共混物的多尺度性，采用分子动力学（MD）、耗散粒子动力学（DPD）和有限元分析方法（FEM）相互耦合的方法对聚乳酸（PLA）/聚酰胺11（PA11）共混物的结构与性能进行了微观、介观和宏观多尺度贯通的模拟研究，并采用DPD模拟方法研究了剪切速率对PLA/PA11共混物相形貌的影响以及两亲性嵌段共聚物对PLA/PA11共混物界面性质的影响。主要研究内容包括：（1）小分子在PLA/PET共混物中扩散行为的MD模拟研究。分别对O₂和CO₂在不同比例（10/90、30/70、50/50、70/30和90/10）PLA/PET共混物中的扩散行为进行MD模拟研究。采用Connolly表面方法分析了以O₂和CO₂的分子动力学半径为探针半径时PLA/PET共混物的自由体积特性，得到了共混物的自由体积分数（FFV）和自由体积的形态图；然后通过Einstein关系式计算了O₂和CO₂在PLA/PET共混物中的扩散系数。研究发现：O₂和CO₂在PLA/PET共混物中的扩散系数与FFV的趋势一致，即：10/90>70/30>90/10>50/50>30/70；此外，O₂在PLA/PET共混物中的扩散系数大于CO₂在其中的扩散系数。（2）PLA/PA11共混物相容性的MD模拟研究。分别对10/90、30/70、50/50、70/30和90/10的PLA/PA11共混物进行了微观模拟计算，由共混体系的吉布斯自由能、Flory-Huggins相互作用参数、径向分布函数、X射线衍射谱图和氢键判断PLA/PA11共混物不能形成相容体系，与文献中的实验结果一致。（3）PLA/PA11二元共混物及PLA/PA11/两亲性嵌段共聚物三元共混体系的介观模拟研究。采用DPD模拟方法研究了PLA/PA11共混体系的相形貌以及在剪切场作用下共混体系形貌的变化，发现共混体系的形貌与组分含量和组分之间的相互作用参数密切相关，且剪切速率决定剪切所诱导的相变。对于PLA/PA11/嵌段共聚物三元共混体系，研究了嵌段共聚物的含量、长度和结构等对共混体系界面性质的影响。（4）PLA/PA11及PLA/PA11/A ’5-b-B’5共混物的宏观性能研究。由FEM得到的PLA/PA11共混物在xx、yy和zz方向的弹性模量可知，10/90和90/10PLA/PA11共混物为各向同性材料，30/70、50/50和70/30PLA/PA11共混物为各向异性材料。此外，两亲性嵌段共聚物的加入增大了PLA/PA11共混物的界面应力，且随嵌段共聚物的含量增加，共混体系的界面应力也随之增大。