近年来,静电纺丝领域的研究工作已经取得了显著的进步,多种多样的聚合物通过静电纺丝的方法可纺成纳米级纤维。以往的研究多集中于聚合物溶液的纺丝方法,但很少有研究者关注当今社会强烈需求的更便宜、更环保、更安全的静电纺丝方法以及探讨某种聚合物溶液静电纺丝的可行性。现有文献报道了许多不同的方法,主要的关注点在于纳米纤维的宏量制备以及纤维直径的不断细化。因此,发展这两方面的技术是亟待解决的问题。大多数情况下,增加纳米纤维产量同时会影响纳米纤维的形貌,而且会形成较多的串珠纳米纤维。从现有文献中可以看到关于串珠纤维的很多实验性工作,但理论分析,尤其是关于珠粒形成的理论分析很少见。气泡静电纺丝起源于蜘蛛纺丝。本论文中阐述了蜘蛛纺丝和气泡静电纺丝的关系。同时,我们还讨论了气泡静电纺丝的基本装置,阐述了气泡静电纺丝方法,并且指出了气泡静电纺丝方法存在的两大缺点。为了克服传统静电纺丝和气泡静电纺丝的第一个缺点,我们对原有的气泡静电纺丝装置进行了改进,首次提出了一种新的装置,即利用水浴加热来提高聚合物溶液的温度。该气泡静电纺丝装置中的贮液池的左／右侧装有导气管,导气管的中心线安装有一根金属电极,贮液池的上方装有接地的接收极板。该装置可在溶液表面形成许多不同大小的气泡。为了克服第二个缺点,我们提出了“单／多气泡静电纺丝装置”。该装置主要包括一个注射器、一个装载溶液的试管以及电池。注射器针头从试管底部插入,试管内装载着纺丝溶液,气泡的数量取决于试管的直径。为了获得单个气泡,我们选用了直径最小的试管,同时还可根据要求调整不同的试管直径。当推进注射器时,就会在溶液的表面产生气泡。随后,我们利用该装置研究了各种纺丝参数对纳米纤维形态的影响,如施加电压、接收距离(纺丝溶液液面到接收极板的距离)和温度等。同时,我们也研究了相对较高电压的影响(30kV～45kV),纺制了无孔纤维材料。但是在开展实验性工作前,我们建立了三维热电流体动力学模型。接着,我们将此模型简化成一维的数学模型,以便研究电压、接收距离、温度和溶液浓度对纤维直径的影响。为了验证我们的理论分析,我们将实验结果和理论预测结果对比,发现两者具有很好的一致性。对于所有实验,我们使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP-k30)(Mw=40,000g/mol)为原材料,乙醇为溶剂。室温下,将PVP溶解在乙醇中(质量比9：1),然后磁力搅拌器搅拌24小时,获得均匀澄清的溶液,冷却至室温备用。在实验过程中,我们观察到电压或电场强度对射流的拉伸和速率有影响。如果我们增大电压,射流运动速率增大但不可能无限大。因此,必然存在一个临界速率。而且,当电压继续增大,射流运动速率可以超过该临界值ucr。这样,我们可以通过降低射流的密度使其扩张,从而最终获得静电纺多孔纳米纤维。我们从理论上预测了该现象,并用实验进行了验证。最后我们讨论了串珠纳米纤维的形成理论。虽然现有很多文献对于串珠纳米纤维的形成做了相关报道,但都着重讨论了串珠纳米纤维的优缺点,对于其成形理论分析则很少见。在最后一章节我们研究了珠粒的形成机理,同时针对牛顿流体和非牛顿流体两种情况,我们给出了比较详细的理论分析。