静电纺丝是制取纳米纤维的一种简单而经济的方法。静电纺丝纳米纤维所制备的纤维网,具有孔洞小、孔隙率高、表面积体积比大等特性,可用于过滤材料、生物医用材料、复合材料等,得到了广泛的研究。静电纺丝产量低是这种技术从实验室走向产业化生产及应用的最大的技术障碍。静电纺丝另外一个主要的工艺问题是喷头的组装。因为静电纺丝喷头之间电场相互干扰,高速熔纺中多喷头的排布方式不再适用于静电纺丝。本论文中设计出可同时喷多根射流的大尺寸的喷头纺制纳米纤维,采用多喷头静电纺丝,提高了静电纺丝的产量。研究了施加电压、接收距离、喷头间距、喷头数量、排布方式对多头静电纺丝电场、射流、纺丝产量、临界电压、纤网和纤维的影响。采用增加头间距和减小中间喷头接收距离的方法减弱电场干扰对多头纺丝的影响,以提高纺得纤维的质量。并在对多喷头静电纺丝研究的基础上研制出Taylor锥多喷头静电纺丝机。本论文用Ansoft Maxwell 3D软件仿真的方法计算静电纺丝电场的强度分布。对单喷头静电纺丝的电场做了深入的研究,发现靠近喷头电场强,靠近收集板电场弱:喷头顶端边缘处电场强,喷头顶端靠近中心部位处电场弱。喷头顶端靠近边缘处电场强度矢量倾斜,和该处纺丝液的表面垂直。接收距离增大时,喷头顶端最大场强减小。研究了单喷头静电纺丝电场和射流的关系,发现喷头顶端边缘纺丝液的弧面处电场力容易克服纺丝液表面张力形成泰勒锥并抽出射流。研究了单喷头静电纺丝射流运动和电场强度矢量之间的关系,发现射流运勐方向明显受到电场的影响。研究了接收距离对射流的影响,发现当接收距离增大时,射流根数减少。研究了单喷头静电纺丝临界电压同接收距离的关系。发现临界电压随接收距离的增大而增大。研究了单喷头静电纺丝产量、纤网面积同接收距离的关系。发现产量随接收距离的增大而减小,纤网面积随接收距离的增大而增大。研究了单喷头静电纺丝接收距离和纤网的关系。发现当接收距离为200 mm时,纺得纤网较均匀、纤维中溶剂含量较少。研究了接收距离同纤维形态的关系,发现接收距离增大,纤维的平均直径变细,纤维与纤维之间细度的不匀(直径标准偏差)变大。研究了电压和纤维形态的关系,发现随着电压的升高,纤维的平均直径和直径标准偏差先减小后增大。综合考虑纺丝产量、纤网质量和纤维质量这三个因素,单喷头静电纺丝,电压25kV,接收距离200 mm时纺丝较好。对双喷头静电纺丝电场进行了分析,发现喷头顶端电场因临近喷头电场的干扰而减弱。双喷头静电纺丝头间距较小时,两喷头之间电场强度矢量倾斜较小。研究了接收距离对双喷头静电纺丝的影响,发现接收距离增大时,喷头顶端最大场强减小。当施加电压和接收距离相同时,双喷头静电纺丝头端最大场强小于单喷头静电纺丝的头端最大场强。研究了双喷头静电纺丝电场和射流的关系。发现当头间距增大到50 mm时,喷头顶端边缘纺丝液弧面处基本都有射流。对双喷头静电纺丝射流照片与仿真所得电场强度矢量进行了对比,发现射流易从电场最强,表面电荷密度最大的液面处喷出,并偏向电场强的方向运动。研究了双喷头静电纺丝电场同纺丝产量及临界电压的关系。发现双喷头静电纺丝产量随接收距离的增大而减小,随头间距的增大而增大。纺丝所需临界电压随接收距离增大而增大,随头间距增大而减小。在其它条件相同的情况下,双喷头纺丝所需临界电压比单喷头的要高。纤网面积随接收距离的增大而增大,随头间距增大而增大。研究了双喷头静电纺丝的纤网。发现当接收距离增大到200 mm,头间距增大到50 mm时,纤网较均匀,纤维中溶剂含量较少。研究了双喷头静电纺丝电场同纤维的关系。发现随着头间距的增大,纤维的平均直径和直径标准偏差变小,纤维质量变好。当头间距增大到50 mm时,纺得的纤维细度和细度不匀均较小。综合考虑纺丝产量、纤网质量、纤维质量和喷头间距这四个因素,双喷头静电纺丝,电压29 kV,接收距离200 mm,头间距50 mm时纺丝较好。研究了喷头间距、数量及排布方式对多喷头纺丝电场的影响。发现当头间距增大到一定时,电场干扰较小。当喷头数量增多时,电场干扰变强。比较了三喷头线性、等边三角形和等腰直角三角形三种排布方式的电场,发现等边三角形排布每个头附近电场差异较小。从电场的角度研究了三喷头线性排布静电纺丝的射流。发现当头间距增大到50 mm时,三个头顶端边缘处都能喷出射流。从电场的角度研究了喷头间距、数量和排布方式对纺丝产量及临界电压的影响。发现头间距增大时,纺丝产量增大,纺丝所需临界电压减小。喷头数量增多时,电场干扰增强,纺丝产量增大的速度变缓,纺丝所需临界电压增大。使得喷头顶端最大场强都较大的排布方式纺丝产量高,所需临界电压小。从电场的角度研究了三喷头静电纺丝的纤网。发现等边三角形排布纺得的纤网较均匀。从电场的角度研究了三喷头静电纺丝的纤维。发现使得每个头附近的电场差异较小的排布方式纺得的纤维细度较均匀。综合考虑纺丝产量、纤网质量、纤维质量和喷头间距这四个因素,九喷头静电纺丝,等边三角形排布,电压46kv,接收距离200 mm,头间距70 mm时纺丝较好。在对多喷头静电纺丝研究的基础上研制了Taylor锥多喷头静电纺丝机。其纺丝电源采用变压器式的恒流高压直流电源,经实践证明能满足静电纺丝的产业化生产。采用喷头朝上喷的方式,改善了纤网质量。采用多喷头纺丝,提高了纺丝机的产量。用有机玻璃罩来屏蔽机架对纺丝电场的影响。喷头箱在与基布卷绕方向垂直的方向上作往复运动,提高了纤网的均匀性。输液泵采用直线往复式连续输液。收集装置的设计避免了纳米纤网的损伤。采用六头等边三角形排布进行静电纺丝,发现纺得纳米纤维的直径比针头静电纺丝的细。采用三喷头线性排布静电纺丝,发现当抬高中间头纺丝时,纺丝产量比中间头抬高前有明显增大。