界面问题在化学研究和实际应用中都占有重要地位，而确定界面分子相互作用强弱又是界面问题中重要而又难于处理的一个环。传统的实验手段在研究界面相互作用强弱及其微观机理方面遇到了许多困难，与此同时，随着计算机和算法的发展，分子模拟在处理界面相互作用和揭示微观机理方面显示出巨大的潜力。本文使用“双层结构模型”和“随机无序分子团簇模型”两个界面模型，通过分子模拟来处理层间界面相互作用和共混体系界面相互作用，并详细论述了模型机理、应用范围和所涉及的模拟参数的设置和选择。 本文使用Materials Studio软件包，将上述两个界面模型应用于缩酮类增容剂的分子设计和高分子类碳酸钙阻垢剂的分子设计当中。 对三类增容剂环己酮-甲醛树脂、乙酰化环己酮-甲醛树脂和肟化环己酮-甲醛树脂与一系列小分子(四氯化碳、乙醇、甲苯和乙醚)的共混体系界面相互作用的研究，揭示了乙酰化和肟化改性对环己酮-甲醛树脂溶解性的影响，模拟结果表明乙酰化会改善树脂在弱极性容剂中的溶解性，而肟化则会降低树脂的溶解性。通过对三类树脂与聚酰胺D1007E共混体系的研究表明，三类增容剂树脂均能与D1007E相容，相容性顺序为乙酰化环己酮-甲醛树脂)环己酮-甲醛树脂)肟化环己酮-甲醛树脂。对分别添加了上述三类增容剂的聚酰胺树脂层与无定型聚苯乙烯层的层间界面相互作用的研究表明，增容剂的加入会对聚酰胺的附着性能产生很大影响，其中加入环己酮-甲醛树脂和肟化环己酮-甲醛树脂均会改善聚酰胺对聚苯乙烯塑料的附着性能，而加入乙酰化环己酮-甲醛树脂则会降低聚酰胺对聚苯乙烯的附着性能。 在研究高分子阻垢剂与碳酸钙晶体相互作用时，首先引入Gibbs-Wulff理论计算得到了碳酸钙自然生长状态下的晶体形貌，计算结果发现模拟得到的晶体形貌与自然状态生长的碳酸钙晶体的扫描电镜照片完全吻合。然后运用双层结构模型研究了马来酸酐系列和丙烯酸系列两大类高分子阻垢剂与碳酸钙晶面的相互作用，并引入单位质量相互作用能量来衡量各共聚单体的阻垢效率。计算结果表明，对于碳酸钙垢而言，乙烯基磷酸和丙烯酰胺为两种高效率阻垢单体，而烯丙基磺酸则是效率最低的阻垢单体。适当增加阻垢剂分子中丙烯酰胺含量，会提高马来酸酐类阻垢剂分子的阻垢效率，但是对于类似马来酸酐-丙烯酸-丙烯酰胺的三元共聚物，除了丙烯酰胺含量，还必须满足特定的序列结构，才能保证获得最