聚甲基乙烯醚poly(vinyl methyl ether)(简称PVME)是一种水溶性聚合物。由于它的水溶液体系具有特殊的相行为而引起了人们的广泛关注。有研究表明PVME水溶液具有“双重相图”。即该体系的下临界共溶温度LCST曲线有两个最小值，呈W型，并且这两部分具有不同的分子量依赖性。特殊的相行为是同体系中特殊的相互作用密切相关的。本研究的目的就在于，通过计算机模拟的方法，结合该体系的振动光谱实验和理论计算，从分子水平上研究PVME水溶液体系中的相互作用细节。主要的成果如下：　　 1.通过分子力学模拟方法，在Dreiding II力场下，研究了PVME的局部构象。考察了三种不同的侧基取向对PVME内消旋和外消旋二单元体构象能的影响。研究发现，当侧基均处于顺式构象的时候，二单元体的能量最低。同时，从三种侧基取向的结果中通过统计平均得到了PVME各种构象状态的几何参数和构象能。并确立了包含侧基所有可能取向信息的PVME链的RIS模型。在此基础上，利用Mont Carlo方法计算了PVME链的特征比，计算的结果同实验测量结果十分吻合。　　 2.通过量子力学从头计算的方法考察了PVME水溶液中的各种相互作用。首先，溶剂水分子之间可以形成以氢键相连的水分子团簇。水分子在团簇中优先以头尾相连的环状结构存在，即当所有水分子都即充当质子给体又充当质子受体的时候，所形成的氢键能量最低，水分子团簇最稳定。其次，PVME的醚氧基团可以与水分子形成氢键，其结合能量比水分子之间的氢键能量更大，因而更稳定。第三，PVME上的甲基由于同醚氧相连，电负性增加，因此也可以同水分子形成一种类似氢键的相互作用。通过对该作用下体系电荷分布和几何结构的研究，证实该作用属于氢键的范畴，只是强度较弱，在本工作中被命名为准氢键。　　 3.通过傅立叶红外光谱实验，结合量子力学从头计算和红外光谱模拟方法，研究了PVME水溶液体系随浓度变化，体系相互作用机理的变化。研究发现，随着体系浓度降低，PVME的C-0伸缩振动谱带将发生红移；C-H伸缩振动谱带将发生蓝移。并且谱带的位移随浓度的变化并非线形的，而是在浓度为40 wt％前后出现一个明显的拐点。通过对PVME与水分子形成各种复合结构下的红外光谱进行模拟，同实验的光谱比较，发现引起拐点存在的根本原因是由于体系中的相互作用在40 w％前后发生了改变：当体系浓度较高，水分子较少时，水分子主要通过氢键同醚氧结合；当体系浓度达拐点浓度时，醚氧全部被氢键饱和，多余的水只能通过在甲基上形成准氢键同PVME结合。　　 4.通过拉曼光谱实验，结合理论计算，考察PVME在熔融态和水溶液体系中主链构象的变化情况。将PVME熔融态同水溶液体系的拉曼光谱进行比较，发现在聚合物骨架伸缩振动(800-900cm-1)以及骨架弯曲振动(200-500cm-1)区域均有明显的差异。这说明在水分子的作用下，PVME主链的构象发生了一定的变化。结合Snyder振动模型，通过正则坐标计算，完成了PVME的谱带归属，并模拟出主链处于不同构象情况下的拉曼光谱。将计算的光谱同实验结果进行比较，讨论了PVME在熔融态同水溶液状态的构象变化。　　 5.通过分子动力学和蒙特卡罗方法考察了聚丙烯酸(PAA)的柔顺性和除垢能力。研究表明，当PAA电离或溶于水溶液中时，分子链的柔顺性均会降低，分子更为伸展。为了提高PAA的除垢能力，增强对钙离子的螯合，设计了PAA-MA共聚的分子模型。其中MA的含量、MA连续序列的长度，以及AA-MA的共聚序列，都对共聚物的除垢能力有较大影响。