静电纺丝工艺能够有效制备纳米纤维,具有能耗低、设备简单和产量大的优势。传统静电纺丝工艺主要使用平面收集板制备纤维,纤维会出现整体无序的情况并且无法控制,限制了纳米纤维的应用。因此对传统静电纺丝工艺加以改进并制备高度有序和可控的纳米纤维成为这个领域研究的热点。本文将传统静电纺丝装置中常用的平面收集板改为曲面收集板,使用6%PEO溶液进行曲面静电纺丝制备纤维,根据纤维质量的实际情况,结合Ansys仿真的空间电场分布,研究了曲面静电纺丝制备纤维的主要影响因素以及相关规律。本文的主要研究工作如下:1.通过单因素改变的方式,研究了曲面收集板的表面区域分布、曲率半径、纺丝电压、电极间距和凹凸性的不同对沉积纤维质量的影响。沉积纤维质量主要考虑纤维有序性、密集程度和直径大小三个方面。2.通过扫描电子显微镜(SEM)对沉积纤维有序性、密集程度和直径大小进行表征,观测电纺过程中凹型曲面收集板顶层形成的空中纤维稀疏程度。结合以上两点对沉积纤维与空中纤维的成型质量进行分析研究。3.分析表面沉积纤维以及空中纤维质量时,从电场强度以及电场分布的角度出发,采用Ansys对空间电场进行仿真,将实验结果与电场情况相结合,研究表面区域分布、曲率大小、纺丝电压、电极间距和凹凸性的改变对纤维制备的影响规律。通过以上研究,实现了凹型曲面静电纺丝制备有序性纤维,得到了曲率半径以及收集板的沉积区域对有序性纤维制备的影响规律。当曲率半径较大时,凹型板中下部分可以类比为平面板,制备得到较多无序性纤维;当曲率半径较小时,凹型板可类比为两块平行隔板,制备得到纤维有序性较高。收集板的沉积区域可分为径向与轴向,径向底部的纤维沉积有序但稀少,而顶部杂乱密集;轴向侧边缘的纤维有序但稀少,而中部相对杂乱而密集。根据这些影响规律,为有序性纤维的可控制备提供了一定参考。