因纳米纤维的长度和直径比有一定的优势，在许多方面都得到了广泛的应用。目前制备纳米纤维的方法有很多，其中静电纺丝技术是制备纳米纤维最常见也是最稳定的一种纺丝方法。在静电纺丝的工作过程中，液滴在静电场的作用下形成锥形的泰勒锥，并从圆锥尖端分裂成聚合物微小射流，最终固化成纤维，所制备纳米纤维质量较高，但其射流的单一性使得纳米纤维的产量不高，其发展缓慢。为提高纳米纤维的生产效率，本文将气泡雾化技术引入到静电纺丝中，基于气泡雾化和静电纺丝的基本原理，设计一种气泡雾化喷射静电纺丝装置，实现气流力和静电力共同作用的纺丝方式。
　　(1)基于气泡雾化技术和静电纺丝技术，设计一种气泡雾化喷射静电纺丝装置，对装置各个组成部分的功能进行分析，并加工气泡雾化喷射静电纺丝一体化设备。利用该设备制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维，
　　(2)采用该设备制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维，对气泡雾化喷射静电纺丝工艺参数进行优化。结果表明，当溶液浓度为12%，气液质量比为5%，纺丝电压为30kV，纺丝距离为60cm时，纤维的平均直径为194nm，不匀率为38%，相较于传统的单针头静电纺丝方式生产的纳米纤维直径较细，并且产量提升了70倍左右。
　　(3)对气泡雾化喷射静电纺丝制备纳米纤维的成形机理进行探究，将气泡雾化喷射静电纺丝的工作过程分为三个阶段，分别为气液混合阶段、雾化阶段、成纤阶段。通过对喷头内部两相流混合过程的研究，模拟不同浓度时气液两相流的流动形态，并采用可视化观察其两相流流型，研究发现两相流型为泡状流时气液混合更均匀，气液质量比在1%-8%之间时，均可呈现泡状流。对喷头外部的气流场分布进行分析，并用高速摄影机观察其雾化形态，在雾化的过程中液体粘度与气液质量比对射流雾化的效果影响最大，随着浓度的升高，雾化效果质量变差；随着气液比的增加，雾化效果变佳，在实验过程中合理控制溶液浓度和气液质量比可调控雾化质量。运用COMSOLMultiphysics软件模拟喷头外部气流场和静电场的分布，分析射流在双场中的运动形态，得出纳米纤维的成纤机理。并与传统针头静电纺丝机理进行对比，气泡雾化喷射静电纺丝装置所制备得纳米纤维在质量和产量上都有一定的优势。