多射流平面噴嘴靜電紡絲實驗與理論研究.pdf

1、本文對平面噴嘴靜電紡絲進行了研究，通過電場模擬設計了電場均勻的平面噴嘴靜電紡絲裝置并進行紡絲；通過對不同電場中射流運動的研究，分析了不同電場對射流運動及納米纖維性能的影響；研究了多射流平面噴嘴靜電紡絲結構參數對纖維性能和纖維氈形貌的影響，并設計了多層平面靜電紡絲噴嘴；研究了多射流靜電紡絲射流在電場中的運動，探討了多射流靜電紡絲中射流偏移的影響因素；論文的最后將電場與流場進行耦合，模擬了射流在電場中的運動，并完成了實驗驗證。
　　本

2、論文共分為七章。
　　第一章總結了靜電紡絲的機理，射流運動模擬和多射流靜電紡絲實驗研究現狀，并指出了研究的不足。從這些研究現狀說明本文的研究意義和研究內容。
　　第二章通過有限元計算軟件對所設計的靜電紡絲裝置的電場分布進行了模擬，通過實驗測試的方法驗證了軟件對電場計算結果。設計了電場分布均勻的平面噴嘴靜電紡絲裝置，并通過實驗驗證了電場分布均勻的靜電紡絲裝置所紡的納米纖維直徑更細、更均勻。
　　第三章采用高速攝像技術拍攝

3、了單根射流在不同電場中的運動，通過所拍攝射流的運動軌跡，選用了射流直線段長度、鞭動振幅，鞭動頻率和鞭動區(qū)域射流速度四個參數對射流在電場中的運動進行表征，并對射流在不同電場中的拉伸率進行計算。基于電場分布計算結果，采用數值模擬的方法，對射流在不同電場中的運動軌跡進行了模擬，并與測量值進行了對比。
　　第四章設計了多射流平面噴嘴靜電紡絲裝置，并對聚四氟乙烯板厚度、電極直徑和孔距三個結構參數對平面噴嘴靜電紡絲工藝的影響進行實驗研究；最后

4、對通過對噴嘴表面的電場模擬，以設計電場均勻的多射流紡絲噴嘴為目的，通過提高平面噴嘴中間區(qū)域的電場強度，設計了19孔多層平面噴嘴靜電紡絲裝置。
　　第五章對比研究了七孔平面噴嘴靜電紡絲裝置與傳統七針靜電紡絲裝置的電場分布，以及電場分布對多射流靜電紡絲裝置中射流在電場中的運動的影響。針對平面噴嘴靜電紡絲裝置和七針靜電紡絲裝置設計了兩組實驗，選取了中間位置射流直線段長度、中間位置射流鞭動包絡角、外圍射流直線段長度、外圍射流鞭動包絡角和外

5、圍射流的偏移角度五個參數對多射流在電場中的運動進行了表征，并結合電場模擬結果對射流偏移的影響因素進行了分析。
　　第六章對射流的運動進行了模擬。使用COMSOL Multiphysics軟件先對純流場情況下射流的運動進行模擬，模擬了不同的紡絲工藝參數對射流速度的影響。然后將聚合物流體流場與電場進行耦合，研究了不同的電壓對射流運動速度的影響，并與前文對射流速度的測試結果進行了對比。
　　第七章是本論文的總結和展望。列舉了文中的