使用全生物降解塑料取代聚苯乙烯、聚丙烯等传统难降解塑料已经成为治理因塑料制品滥用而日益严重的“白色污染”的重要方法之一。聚乳酸（PLA）作为一种符合碳中和理念的全生物降解塑料,是取代常见塑料的理想材料,目前已被大力发展并广泛应用于各个领域。但是PLA具有结晶速率较慢、机械性能较差、耐热性能较低、电性能较差等缺陷,这些缺陷限制了它的广泛应用。国内外研究人员通过大量研究发现在PLA中引入纳米材料可以解决这些问题。为了弥补PLA在电学、热力学性能方面的缺陷,本文以PLA和柱撑石墨烯（PG）纳米结构为研究对象,以PG作为PLA的增强体,构建PG/PLA复合材料。通过分子动力学模拟方法分析了不同聚合度下PLA的力学性能、溶解度参数以及内聚能密度;不同温度对纯PLA、PG/PLA复合材料的力学性能和体系能量的影响;PLA和PG/PLA的玻璃化转变温度（Tg）;不同官能团对PG/PLA复合材料的力学性能、Tg等的影响。主要研究内容如下:（1）以不同聚合度的PLA单链建立PLA材料体系分子模型,然后分别对这些模型先后进行结构优化和能量优化之后,经过分子动力学模拟达到动力学平衡条件,然后对它们的力学性能,以及溶解度参数等进行测试计算。最后对模拟计算结果与实验值进行比对分析,发现用于模拟PLA性质的最优聚合度为30。（2）设计并构建合理的PG结构,然后根据筛选出的PLA最优聚合度,构建纯PLA体系模型和PG/PLA复合材料模型,最后计算纯PLA材料和PG/PLA复合材料在不同温度下的力学性能,并对这两种材料的Tg进行预测。研究结果表明,在PLA中引入PG之后,复合材料在不同温度下的强度、刚度以及Tg都有所改善,在常温常压下,PG/PLA复合材料的杨氏模量、剪切模量和体积弹性模量分别比纯PLA材料提高了25.2%、10.6%和4.4%,而PG/PLA复合材料的Tg与PLA相比提高了1.6%。（3）为了防止PG结构在PLA基体中存在团聚现象,分别在PG模型上引入羟基、氨基和羧基以对其进行官能团化,然后建立不同官能团化PG/PLA复合材料模型。研究结果表明,相对于PG/PLA复合材料,官能团化的PG/PLA复合材料的强度、刚度和Tg都得到了明显提升,羧基的增强效果最佳,羧基官能团化PG/PLA复合材料的杨氏模量、剪切模量、体积弹性模量和Tg与PG/PLA复合材料相比分别提高了26.2%、11.7%、10.7%和3.6%。此外,官能团化PG/PLA复合材料的结合能更高,具有官能团的PG结构能进一步减少PLA分子链的运动空间,并限制PLA分子链的运动,对PLA基体有更强的吸附功能。