聚乙烯因其优异的绝缘性能被广泛应用于电力电缆绝缘层。在长期服役过程中，注入电子、化学缺陷及水分等因素共同作用，加速了聚乙烯的老化与劣化，诱发水树生长并最终导致绝缘失效。然而，三者协同作用下的劣化机理，特别是注入电子与水分子共同影响下化学缺陷的演化规律，尚不明确。为此，本文采用第一性原理分子动力学，结合经典分子动力学模拟，系统研究了注入电子与水分子的联合作用对含羰基（C=O）缺陷的聚乙烯老化过程的影响机制。通过构建含不同数量水分子（1、3、5个）及羰基缺陷的非晶聚乙烯模型，模拟了电子注入前后体系的结构演化、电荷分布、质子转移行为及电子态密度变化。结果表明，注入电子优先局域于C=O缺陷，显著增强其对水分子的吸附能力，促进水簇形成。随着水分子数量增加，C=O键长延长，电子陷阱加深，反应自由能降低，老化程度加剧。在含五个水分子的模型中，观察到质子转移现象，形成C–OH羟基缺陷，表明水分子与注入电子协同参与了聚乙烯中化学缺陷的演化过程。电子态密度分析显示，老化后C=O振动频率发生红移，与实验红外光谱结果一致。基于Marcus电子转移理论计算的反应能垒与重组能进一步揭示了不同水分子分布对聚乙烯劣化路径的影响。本研究揭示了注入电子与水分子协同作用诱导聚乙烯化学结构演化的微观机制，为理解聚乙烯电老化机理及水树形成提供了理论依据。
 

聚乙烯；分子模拟；注入电子；水分子；老化,，水树