生物大分子借助高压静电场的作用下拉伸形成微/纳米级的纤丝。微观下的纤丝分子链结构的特征决定了宏观表现出纤丝膜的稳定性。近几年来与天然和生物有关的高分子化合物如多糖等有关的聚合物纳米材料的研究受到越来越多的关注。静电纺丝是目前制备纳米微纤丝最简便、最有效、应用最广泛的方法。静电纺丝法制备的纳米材料具有高比表面积、高孔隙率、优良柔韧性及质量轻等优点。随着静电纺丝研究的深入发展,利用多糖类物质制备的纳米微纤丝已经在组织工程支架材料、新型药物释放载体等生物医学方面的应用表现出良好的应用前景。作为继淀粉和纤丝素之后一种较为丰富的可再生天然高分子多糖,魔芋葡甘聚糖（KGM）具有生物可降解性,其分子量大,凝胶性能强、成膜性好、粘度大,为非牛顿流体,从理论上符合静电纺丝材料的条件。但是目前关于KGM静电纺丝的研究很少,对于影响KGM静电纺丝因素的研究也不够深入,对KGM静纺后纤丝分子链结构变化的研究更是鲜少。因此对影响KGM静电纺丝因素以及其纤丝结构的深入了解必将进一步推动KGM静电纺丝技术的发展,从而促进以KGM为主要原料的纤丝制品在生物医学等方面的应用。因此,本文依据影响静电纺丝的两大因素纺丝液性质和工作参数,运用有限元对KGM静电纺纤丝的制备进行探究。同时研究KGM静电纺纤丝结构的稳定性。首先,运用ANSYS软件对静电纺丝工艺参数进行计算机模拟仿真研究,探索静电纺过程中的场分布规律,从而指导实际实验,改进实验条件。然后依据仿真实验确定合适的工作条件范围,以此为基础,研究魔芋葡甘聚糖纺丝液性质对魔芋葡甘聚糖纤丝膜直径、形貌的影响。最后,本文结合几何拓扑学和量子化学理论对静纺后纤丝分子链结构进行研究,探讨KGM纤丝形貌对其性能的影响。主要的研究结果如下:（1）有限元方法研究电场作用和纺丝距离两个主要的工作参数对静电纺丝制备魔芋葡甘聚糖纤丝的影响。基于静电纺丝装置建立有限元模型,分别探讨有无屏蔽网下不同电压,10KV,15KV,20KV,25KV,30KV下的节点电位（电势）等值线云图和电场强度矢量分布图,以及不同接收距离下的电场强度的变化规律。可以得出静电纺丝电场中电势分布和电场强度分布呈现横向对称的特点。屏蔽网可以增加电场效应。电场强度的最大值出现在金属纺丝头管口处。从喷丝头到接收板的电场强度逐渐减小,特别是在靠近针形纺丝头末端的一小段距离里,电场强度迅速降低。电压在25KV时电场分布稳定且均匀,利于产生均一的纺丝纤丝。同时,接收板的距离大于13cm时,电场强度随着距离的减小急剧减小,并且施加的电压越高,电场强度下降越迅速;与接收板的距离小于13 cm时,电场强度随着距离的减小都趋于定值,但还是施加的电压越大,电场强度也越大。（2）通过研究发现魔芋葡甘聚糖处于溶胶状态下易于纺丝,静纺纤丝产品中的弊端（微球、微珠现象的出现）的关键问题是溶液浓度。以有限元得到的工作参数模拟结果为基础,研究最佳电压范围和纺丝距离下魔芋葡甘聚糖的纺丝液的溶液性质对纺丝纤丝的影响。实验发现浓度在0.6%-1.4%范围KGM为溶胶状态,服从非牛顿流体性质,易于纺丝,纺丝最稳定的浓度范围在1%-1.4%之间。KGM溶胶浓度在0.6%-1.0%之间溶胶的弹性能很小,绝大部分为黏性成分,大于1.0%溶胶表现出较强的弹性强度和弹性能。此外,实验发现魔芋葡甘聚糖纺丝纤丝直径r随浓度的增加而增加,他们之间呈现近似线性关系。随着溶液浓度的不断增加,微球或微珠将不断下降最终消失,但是当溶液浓度大于1.5%后,溶液黏度急剧增大,堵塞针头。尤其当浓度达到1.6%时,由于分子链之间相对拥挤,分子链间发生强烈的物理交换,从而产生了粘合或偶联的缠结,最终得到的纺丝纤维呈串珠状结构。在1.6%KGM中加入不同配比SDS纺丝纤维测定溶液的表面张力以及纺丝纤维结构发现,通过加入表面活性剂SDS,可以改善纤维的串珠结构。而且当二者10:0.6-10:0.8的范围内最终的纺丝纤维形态最好且呈现带状结构,随着SDS的浓度再增加,最终纺丝黏连,得不到纤维,这与测定的KGM/SDS表面张力相吻合即KGM/SDS的配比大于10:1以后,KGM表面张力逐渐趋于定值,SDS浓度的增加不仅对KGM纺丝纤维无益,反而影响纺丝纤维的结构。（3）纺丝工作参数和纺丝液的性质影响魔芋葡甘聚糖静电纺丝纤维形态,使魔芋葡甘聚糖纺丝纤维结构呈现圆柱状、串珠状、带状。通过浓度和表面张力影响 KGM 纤维的形貌。以浓度为 1.2%KGM,1.6%KGM 和 1.6%KGM/SDS（10:0.6）、电压在25KV,接收距离为13 cm,纺丝环境温度为40℃条件下获得的魔芋葡甘聚糖纺丝纤丝为研究对象。通过扫描电镜和FITR观察纤维形貌的变化,并从分子链内部变化角度,运用拓扑学Schultz指数与修正Schultz指数、量子力学Hamiton表述,通过研究分析纺丝纤维几何构型变化,以及系统的热变和熵值,从体系自由能的角度探讨纤丝结构的变化性能,从而为进一步探索特殊形貌形成机理,提供理论指导。