目前聚合物／层状硅酸盐(Polymer／Layered Silicate，PLS)纳米复合材料无论基础研究还是工业开发都十分活跃。高岭石是制备这种聚合物常用的材料。制备这种聚合物时必须对高岭石进行插层有机化，以得到层间距较大的有机化高岭石材料，使得聚合物分子容易进入高岭石层间，而形成纳米复合材料。尿素是工业上常用的一种插层剂，和其他插层剂相比其优点在于污染小。对环保要求越来越高的当今社会，绿色产品和绿色生产将成为未来的主流，因而尿素作为插层剂有进一步研究的价值。本文对水／尿素体系、尿素与高岭石体系以及水／尿素和高岭石体系进行了分子模拟研究，以揭示尿素的插层机理对300 K时水、尿素和尿素水溶液模拟计算表明，尿素分子之间通过氧原子和氢原子形成氢键，键长是2.4(?)；水分子间形成氢键的键长是1.77(?)，两氢键作用在水溶液中均得到增强。溶液所有氢键中尿素分子氢氧原子之间的氢键作用最弱，尿素氢原子与水分子中氧原子之间的氢键作用最强，这种效应导致溶液中水比体积水的自扩散系数小，尿素和水在溶液中主要以N-H键与水中的O原子缔合的方式形成氢键，键长是1.75(?)。水的加入可以与尿素分子形成更稳定的氢键，降低体系的能量。对尿素和高岭石体系，模拟计算了在300K时，尿素插层量与体系层间距的关系。结果表明：随着插层量的增加，高岭石平衡层间距不断增大，但增幅逐渐减小。尿素分子在高岭石层间成双层分布，尿素分子含量较低时，插入层间的尿素分子主要分布在靠近高岭石羟基表面的一侧，尿素分子O=C键中的氧原子与高岭石表面的羟基形成C=O…H-O-Al氢键。当插入层间的尿素分子含量增加时，新插入的尿素分子主要进入靠近高岭石硅氧表面的那层尿素中，这层尿素中N-H键与高岭石表面的氧原子形成N-H…O-Si氢键。体系位能的变化受尿素分子与高岭石之间的位能影响较大。对水、尿素和高岭石体系模拟计算在300K时，不同含量的水对尿素插层高岭石的影响。结果表明层间水分子成三层分布。尿素的摩尔分率为0.58时，水分子可以同尿素分子共同吸附到高岭石片层上，与高岭石表面氧形成O-H…O-Si氢键，此时体系有最大的层间距，尿素在层间有最大的扩散系数。尿素的摩尔分率0.58以上时，水与尿素分子之间形成的氢键限制了尿素与高岭石片层之间的作用；尿素的摩尔分率0.58以下时，水中的氢原子和尿素分子中的氢原子互相竞争，部分水吸附到高岭石的硅氧表面，亦减弱了尿素与高岭石片层间的相互作用。