该文首次采用半经验量子化学方法对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合过程中所涉及的化学问题,主要是催化缩聚反应与催化热降解反应进行了深入的研究.通过引入模型反应物与模型催化剂,研究了多种催化剂对催化聚合反应、催化热降解反应过程的影响,对催化聚合反应过程进行了深入的解释.通过对催化剂聚集态的模拟计算,指出催化剂在体系中的分散性是影响催化剂催化热降解反应活性的重要原因,并对工业中长期使用锑系催化剂的原因作出了有效、合理的解释.鉴于人们对催化剂设计研究过程中缺少必要的理论手段,该文提出了使用量子化学方法来设计催化剂分子的原创思想.通过理论计算,研究了引入络合剂及硅原子对催化剂结构中钛原子的Lewis酸性、活性点分散性的影响,我们提出了两种新的聚合催化剂:乙二醇钛;硅烷偶联剂表面改性二氧化钛.分别用FT-IR、TEM、XRD、TG等手段对两类催化剂进行了表征.结果发现乙二醇钛具有一维聚合物链状结构,并具有良好的抗水解性能.而硅烷偶联剂表面改性二氧化钛是一类高比表面积,表面富含大量羟基的无定形物质,并且硅烷偶联剂能有效地包裹在催化剂表面.对两种催化剂的实验研究表明,它们的催化活性要远高于三氧化二锑,而且能够制备出合格的PET产品,是两类有前途的钛系催化剂.实验结果同时验证了我们的理论推测.为了进一步深入了解钛醇盐在反应体系中的水解反应机理,同时加深对Sol-gel过程的认识,我们也引入半经验量子化学方法对具有代表性的正硅酸乙酯的催化水解过程进行了研究,得到了一些有意义的理论结果.