膜技术在如今的生产生活中应用广泛,具有无毒无害、易于规模化、能耗低、易维护、无相变等优点,是一种高效且环保的技术。聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride,PVDF）由于具有表面能低、耐热性好、刚度韧性强、化学稳定性好、易加工等优点,在膜技术当中占有着重要的地位。膜的微观结构和化学特性决定了其宏观性能。在分子水平上对其进行模拟,有助于深度理解对其构效关系起决定性的因素,并可为设计或优化具有优秀性能的膜材料提供新的见解。本文采用分子动力学（MD）模拟方法研究了不同PVDF接枝改性聚合物的微观结构及传输特性,深入分析了改性PVDF膜的结构与性能之间的关系。首先,通过MD模拟方法研究了一种新型两性离子化合物三甲胺氧化物（TMAO）接枝改性PVDF膜,探究了在蒸汽诱导相分离（VIPS）过程中PVDF-g-PTMAO膜的相分离过程,进一步分析了接枝率对膜水化能力的影响。模拟结果表明,在水分子诱导下,两性离子链段PTMAO能够快速从膜的内部迁移到膜的表面并均匀分布。对VIPS制备的PVDF-g-PTMAO膜进行水化性能分析,发现高的接枝率（如15%）有利于在膜表面形成水化层。接枝率越高,水化层越稳定,两性离子改性后可显著增强PVDF膜的防污能力。其次,探究了对苯乙烯磺酸钠（SSS）接枝PVDF后的微观结构及传输特性,分析了溶剂化后PVDF-g-PSSS膜内部水通道的形态及水分子在通道内的扩散行为。发现在膜内可形成由水、磺酸基团和抗衡离子Na+组成的亲水区域和由PVDF主链骨架形成的疏水区域。水含量和接枝率都会影响复合膜的微相分离结构,高的水含量和接枝率都有利于在膜内形成亲水通道;水含量和接枝率越高,水通道的尺寸和数量越大,水分子在通道内的扩散系数越高,越有利于水分子在改性PVDF膜内的传输。最后,模拟了一种六氟丙烯（HFP）改性PVDF（PVDF-HFP）复合离子液体（IL）的电解质膜,探究了锂盐含量、IL含量及温度对复合电解质膜结构和性能的影响。模拟结果表明锂盐和IL可促使PVDF-HFP内形成互通的Li+传输通道。通过计算Li+在通道内的扩散系数发现当锂盐含量在10～30 wt%时,Li+的扩散系数随着锂盐含量的增加而增大,但含量过高会抑制Li+的扩散。IL含量较低时,IL的增塑作用起主导地位;但高的IL含量会增大通道内粘度,降低Li+的扩散速率。高温条件下,复合电解质膜内Li+的扩散系数比常温的更大,IL/PVDF-HFP复合电解质膜可耐受高温环境,具有较好的安全性能。