本论文研究工作覆盖两大部分：一是观测离心纺射流实际运动轨迹，建立高聚物溶液的流场模型；二是依据离心纺丝实验建立纤维的可纺性模型。论文第一章论述了选题背景，介绍了离心纺丝机各组成系统，将纺丝模头分为有喷嘴与无喷嘴两种形式；介绍了与无喷嘴离心纺相关的旋涂机制、目前已知的旋转射流拉伸机制及纺丝参数对纤维的作用机制；进而提出了本论文拟解决的科学问题。论文第二章分析了高聚物溶液在有/无喷嘴喷丝器内部的流动机制。利用自制的离心力纺丝机，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水溶液为研究对象，用单反相机成功地捕捉了高聚物流体从喷嘴中挤出瞬间以及流体在旋转盘面上铺展、分裂形成手指的整个过程。根据该流体实际运动过程，建模分析、比较了有/无喷嘴喷丝器形成射流的临界转速及射流初速度。结果显示：相同纺丝条件下，无喷嘴离心纺具有更小的临界转速，因而更易加工高粘度的纺丝液；利用建模推导得到的射流初速度、喷丝器转速及纺丝液浓度的函数关系图可有效预测合理的转速区间，从而减少试纺工作量。此外，对液膜分裂的统计分析表明：溶液浓度对控制手指形貌及手指速度方面与转速呈相反作用，较低的浓度及较高的转速可以得到更细、更长的手指。论文第三章分析了离心纺射流在离开喷丝器后的拉伸机制。连续捕捉射流运动图像后发现：有/无喷嘴的初始射流拉伸都将经历缩颈及鞭动过程；稳定时射流呈半径逐渐增大且增大速率逐渐减小的平面二维螺旋轨迹，该轨迹与静电纺丝射流的立体三维螺旋结构有本质区别，稳定时的离心纺射流无弯曲不稳定及劈裂现象产生。接着实验比较了不同转速及浓度条件下有/无喷嘴射流轨迹，图像经配准后发现：在适合于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纺丝的参数范围内，增大转速将促进射流向外扩张，导致射流螺旋半径变大，而纺丝液浓度（黏度）对射流轨迹影响不大。在相同纺丝条件下，有喷嘴射流螺旋半径大于无喷嘴射流螺旋半径。论文第四章在第三章研究射流拉伸的基础上进一步探讨了纺丝液黏度对纤维直径与形貌的影响机制，建立了离心纺体系下的纤维可纺性模型。大量离心纺丝实验发现，串珠形貌是影响纤维品质的关键因素。为了解射流波动机制，首先建立了射流波动模型。该模型显示射流直径、表面张力及黏度都将影响射流波动，而调控纺丝液黏度是纺丝时最切实可行的方法。研究发现，溶液比浓度越高，射流将运行更长距离才产生波动，当比浓度达到一定值后，射流波动消失。接着根据聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与聚环氧乙烷（PEO）的纺丝实验及大分子缠结理论，将纺丝液分成稀溶液区、半稀溶液未缠结区、半稀溶液缠结区、浓溶液区这四个纺丝区间。论文最后指出，制备同种高聚物纤维，离心纺纺丝液浓度应高于静电纺纺丝液浓度。综上所述，本文建立的旋转射流模型以及纤维可纺性模型将使科学地预测纺丝轨迹、纤维直径与形貌成为可能。