随着纳米技术在微电子领域的快速发展,受限于纳米尺度下聚合物材料的凝聚态结构以及动力学行为引起了学术界的广泛关注。当聚合物受限在纳米尺度时,其结晶行为会受到显著影响,从而使其动力学、热力学以及分子的组织形式与本体聚合物相比存在很大差异,进而导致受限聚合物材料的物理性能发生改变。但是由于实验观察尺度具有局限性,无法全面的从微观尺度揭示受限聚合物材料结晶生长和成核过程的相关微观机理,至今受限聚合物材料结晶行为出现差异的物理根源还难以被阐释清楚。因此,进一步从微观角度来研究受限聚合物的结晶动力学过程和最终晶体形貌,对于受限聚合物材料结晶行为的调控具有十分重要的意义。本文采用动态蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟方法研究不同受限聚合物体系（主要是结构受限聚合物体系、空间受限聚合物体系以及结构和空间双重受限聚合物体系）的结晶行为,主要研究内容和结论如下:1.接枝于一维纳米填料的结构受限聚合物体系结晶行为的动态Monte Carlo模拟研究。通过Monte Carlo模拟方法研究接枝密度和聚合物-填料间相互作用对接枝聚合物体系结晶行为的影响。结果表明,对于接枝聚合物体系,随着接枝密度的增加,界面附近的链段密度、晶体数量和分子链构象伸展程度增大,有利于体系结晶能力的提高。此外,接枝密度和聚合物-填料间相互作用对接枝聚合物体系的晶体形貌有很大影响。对于含有52条分子链的接枝聚合物体系,当聚合物-填料间相互作用为-0.4时,会形成纳米杂化串晶结构;而对于含有128条分子链的接枝聚合物体系,当聚合物-填料间相互作用为-1.0时,才会有纳米杂化串晶结构形成。对于含有252条分子链的接枝聚合物体系,由于接枝密度过高,拥挤效应太强,增强聚合物-填料间相互作用也无法形成纳米杂化串晶结构。因此,纳米杂化串晶结构的形成需要适当的接枝密度和相对较高的聚合物-填料间相互作用。2.一维空间受限聚合物体系结晶行为的动态Monte Carlo模拟研究。采用Monte Carlo模拟方法研究了薄膜厚度、聚合物-基板间相互作用、分子量对空间受限聚合物结晶行为的影响。结果表明,在薄膜厚度不同的受限聚合物体系中,随着薄膜厚度的减小,体系的界面效应增强、异相成核效应也增强、分子链的构象熵降低,从而使受限聚合物的结晶速率显著加快;此外,受限聚合物的晶体取向以及形貌也依赖于薄膜厚度的变化,在较薄的薄膜中,形成的晶体平躺于基板表面,而在较厚的薄膜中,则会产生一些倾斜取向的晶核。在聚合物-基板间相互作用不同的受限聚合物体系中,随着聚合物-基板间相互作用的增大,晶体形貌不发生变化,均以平躺于基板表面的晶体为主,但是结晶速率呈先加快后减慢的变化趋势;当聚合物-基板间相互作用为-3时,聚合物与基板间会产生一层无定型层,这会限制链段的运动,进而阻碍结晶过程的发生。在链长不同的受限聚合物体系中,随着链长的增加,晶体形貌也不发生变化,均以平躺于基板表面的晶体为主,但是聚合物的成核机理由分子间成核转变为分子内成核,分子链构象伸展程度增大,结晶速率逐渐加快。3.结构和空间双重受限的聚合物体系结晶行为的动态Monte Carlo模拟研究。通过Monte Carlo模拟方法先研究了接枝密度对结构和空间双重受限聚合物体系以及结构受限聚合物体系结晶行为的影响,随后研究了聚合物-基板间相互作用对结构和空间双重受限聚合物体系结晶行为的影响。结果表明,在结构受限聚合物体系中,随着接枝密度的增大,结晶速率加快,最终结晶度升高,晶体取向由平行于基板表面转变为垂直于基板表面;在双重受限聚合物体系中,晶体以平行于基板表面取向为主。当接枝密度较低时,结晶速率较快,最终结晶度较高,分子链间的拥挤效应较弱,主要以分子内成核方式形成晶核;当接枝密度较高时,结晶能力减弱,分子链间的拥挤效应增强,主要以分子间成核方式形成晶核。在低接枝密度的受限聚合物体系中,适当的接枝密度和聚合物-基板间相互作用对促进成核过程具有协同效应;随着聚合物-基板间相互作用的增大,结晶速率和最终结晶度均表现出先增大后减小的变化趋势,但是晶体取向以及形貌不发生变化。在中等接枝密度的受限聚合物体系中,接枝密度对受限聚合物体系结晶动力学的影响起主导作用;随着聚合物-基板间相互作用的增大,结晶速率和最终结晶度均显著减小,晶体取向由垂直于基板表面转变为平躺于基板表面。在高接枝密度的受限聚合物体系中,均相成核控制着整个结晶过程;随着聚合物-基板间相互作用的增大,结晶速率以及最终结晶度均不发生变化,晶体取向由倾向于垂直于基板表面转变为平躺于基板表面。本文模拟结果可以帮助人们理解受限聚合物体系结晶行为的微观机理,为实验设计出具有优良物理性能的聚合物纳米复合材料提供可靠的理论指导。