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随着纳米科技的兴起,人们给予能制备连续纳米纤维的静电纺丝法以极大的关注,并做了较系统的理论研究,静电纺丝法是通过高压静电产生的电场力拉伸聚合物溶液或熔体来制备纳米纤维的重要方法,也是制备纳米纤维最直接最简单的方法,纳米纤维的特殊性质如大的比表面积,优越的机械性能等,使得静电纺纳米纤维具广泛用途,但传统静电纺产量低,限制了其工业应用,气泡静电纺丝法是一种新型静电纺丝方法,能实现静电纺纤维一定程度的批量生产。聚丙烯腈纤维是制备碳纤维的主要原料,将纳米级聚丙烯腈纤维毡经过预氧化及氧化加工后可制成纳米级碳纤维毡,可制得的碳纤维应用广泛,本文利用气泡静电纺丝技术制备聚丙烯腈纳米纤维,实验部分气泡静电纺丝采用聚丙烯腈(PAN)/N-N二甲基甲酰胺(DMF)体系进行,调节工艺参数,包括接收距离、聚合物溶液质量分数、应用电压、环境温湿度等,逐一进行静电纺丝实验,并分析了各个参数对纤维细度和形态等方面的影响,实验发现:随着聚合物溶液质量分数的增加,纤维的直径增大;纤维的直径随着纺丝电压的增大而增大,在纤维形态结构方面,气泡静电纺所得纤维表面具有‘凹坑’,且其数量随着电压增大而减少;收集距离的增大使得纤维的直径大大减小,获得直径仅38nm纤维,收集纤维毡平均直径最小可达110nm,但当接收距离≥12cm时纤维直径分布经过柯尔莫哥洛夫-斯米诺夫检验不再符合正态分布;升高环境温度可以使纤维直径分布的离散性增大;环境湿度对PAN纤维直径影响较小;作了气泡静电纺与传统静电纺在纤维直径与纤维形态结构方面的粗略比较,结果显示相同质量分数PAN溶液进行纺丝时,气泡静电纺所得纤维的直径大大减小;两者所得纤维毡还具有外观上的不同,场发射扫描电镜照片给出了不同纺丝工艺参数及纺丝方法下所得的纳米纤维形态结构变化。本论文还对气泡静电纺丝的纺丝机理进行了初步的研究,对单气泡膜的特性以及多气泡交互特性作了一定阐述,气泡的表面张力只与其半径有关,通过实验观察及理论分析还分别研究了气泡在静电纺丝过程中的受力及运动,气泡破裂过程及气泡产生的射流形状等,气泡的数值模拟,气泡静电纺的数学模型和系统理论分析将在进一步研究中得到完善。