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本文主要研究了摩擦学材料的分子结构与摩擦学性能之间的关系。考察了56种脂肪酸酯类化合物以及不同浓度的15种无机化合物填充改性超高分子聚乙烯的摩擦学性能，建立了分子结构与摩擦学性能的定量构效关系模型。主要结论如下：（1）辛酸酯类润滑基础油的承载能力与酯分子中酯基的个数有关，分子中酯基数目越多，在相同酯基存在的情况下，该物质的承载能力就越高；在载荷为294N长磨试验中，辛酸正丁酯、1,2-辛酸丙二酯、1,4-辛酸丁二酯的磨斑直径和摩擦系数都要比辛酸甘油酯和辛酸季戊四醇酯的低。（2）在脂肪酸酯的四球摩擦试验中发现：随着酯分子中脂肪酸碳链的增加，脂肪酸酯的抗极压承载能力增大。在196N-294N载荷下，甘油酯的摩擦系数与磨斑直径随碳链的增加而减小，长碳链的甘油酯要比中等碳链长的甘油酯摩擦系数变化波动小。在392N-490N载荷下，脂肪酸甘油三酯要比脂肪酸丁二酯容易出现卡咬现象，长碳链的脂肪酸甘油三酯要比中等碳链长的脂肪酸甘油三酯在高温环境摩擦中更易发生卡咬。在588N载荷下，脂肪酸甘油三酯容易发生卡咬的现象，脂肪酸丁二酯的摩擦性能要优于脂肪酸甘油三酯。（3）在研究56种酯类润滑油的定量构效关系中发现：在具有相同数目酯基的酯分子中，支链烷基碳链越长，则其减摩性能越好。通过利用酯的结构参数和摩擦学性能参数建立BPNN-QSTR模型，所得到的模型采用q2作为表征模型预测准确性的指标，R2作为表征鲁棒性的指标，研究结果表明所建立的模型都具有良好的预测能力。（4）在利用不同浓度无机物填充改性UHMWPE研究中发现：5%二硫化钨、10%二硫化钨、15%氧化锆及5%氮化铝改性UHMWPE所测的摩擦系数要比纯UHMWPE低，提升了UHMWPE的减摩性能；5%氧化锌、5%硫化银、10%硫化银、15%氧化铝及10%二氧化硅改性UHMWPE的磨损体积比纯UHMWPE小，说明抗磨性能增强。选择偶极矩偏小，分子体积较大的无机物填充改性UHMWPE有利于提升减摩性能；选择偶极矩偏小、熵较大的无机物填充改性UHMWPE将有利于提升抗磨性能。