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本文以丙烯酸为功能单体,丙烯酸丁酯为软单体,甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯等为硬单体,氯磺化聚乙烯(CSM)为改性物质,通过预乳化法共聚得到氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯乳液。为了从原子和分子角度探究水乳液中氯磺化聚乙烯与丙烯酸酯的相互作用及其交联改性机理,本论文利用计算机分子模拟方法研究了不同氯含量的氯磺化聚乙烯对丙烯酸酯胶性能的影响,包括研究扩散系数(MSD),玻璃化转变温度(Tg),杨氏模量(E),剪切模量(G),体积模量(K),自由体积分数(FFV),内聚能密度(CED),相互作用能和极性基团的影响等。具体内容如下:1、氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯水乳液的制备及性能。将经过单体预乳化、制备种子乳液、聚合这三步制得的水乳液,进行性能分析,测试结果表明:(1)在水乳液中,稳定性、附着力、耐水性、硬度等均符合国家标准QB/T 2223-1996;(2)在使用占单体总量为4.5%的CSM改性后,水乳液粒径最小、存储稳定性好;(3)成膜粘结强度随CSM的加入量呈先增大后减小的趋势,在加入量4.5%时达到最大,改性效果最好;(4)根据TGA分析发现CSM的加入能提高水乳液的热稳定性,在加入量4.5%时耐热性最好;(5)100°C高温固化膜的断裂伸长率与CSM的添加量成正比,拉伸强度与CSM添加量成反比,说明CSM的加入有助于提高丙烯酸酯乳液的耐热性能;(6)改性水乳液中,随着CSM量的增加,自腐蚀电位正向移动、阻抗值增大,说明加入CSM能提高水乳液的抗腐蚀性能。2、不同氯含量的氯磺化聚乙烯改性丙烯酸酯胶的耐热性能和力学性能的分子动力学模拟。本文构建不同氯含量的CSM模型对改性丙烯酸酯胶(BMA)进行分子模拟。结果发现:(1)随着氯含量的增加,Tg,杨氏模量(E),剪切模量(G),体积模量(K),内聚能密度(CED)先增加后减小,在氯含量为26 wt.%时达到极大值;(2)体系的自由体积分数(FFV)随着温度的升高而不断升高,当温度≥300 K,CSM的加入使得BMA体系的FFV增加幅度明显减小;(3)通过相互作用能和极性基团的影响分析,当氯含量为26 wt.%时CSM对丙烯酸酯水乳液的改性效果最好。3、对木质纤维素改性氯磺化聚乙烯体系进行全原子和粗粒化模拟。实验中发现CSM对乳液性能的影响比较大,为了获得性能更优异的水乳液,考虑用木质纤维素先改性CSM以提高CSM的性能,再用改性后的CSM对丙烯酸酯水乳液改性。结果发现:(1)随着木质纤维素(LCC)含量的增加,Tg一直增加,说明LCC能提高CSM的耐高温性;E、G、K、CED,先增加后减少并在木质纤维素占总体系66%(66LCSM)时达到极大值,力学性能最好;FFV呈现先减后增的趋势,在66LCSM处达到极小值;(2)对体系进行粗粒化模拟后,进行密度曲线和径向分布分析,得到的结果与全原子模拟结果一致。4、十八烷基硫酸钠/聚酰胺-胺在水油界面处的分子动力学模拟。通过实验发现乳化效果的好坏对于实验的成功与否很重要,为了从分子层面进一步探究十八烷基硫酸钠乳化性质,本文用MARTINI力场粗粒化模拟对水油体系中聚酰胺-胺(PAMAM)和十八烷基硫酸钠(SOS)界面行为进行分子动力学模拟。通过密度曲线、界面厚度、有序性参数、界面张力、压缩模量和径向分布函数分析在油水界面处PAMAM的加入对SOS性质的影响。结果发现:(1)体系的界面厚度和有序性参数与SOS界面覆盖率成正比,随着SOS界面覆盖率的增大,SOS分子在界面上的排列更直立有序,界面张力降低;(2)PAMAM的加入能使界面厚度和有序性参数进一步增大,界面张力进一步降低;(3)通过RDF峰可看出PAMAM分子与SOS分子间存在较强的分子作用力。