熔体静电纺丝较溶液电纺以其效率高、无溶剂的挥发等优势成为目前的研究热点。大多数熔体静电纺丝制备的纤维都是以无纺布的形式收集,这极大地限制了其应用领域,若要把静电纺丝制备的纳米纤维应用到生物医药、传感器、高端纺织品中,则需要对纤维进行取向或者加捻。通过装置的创新和工艺的创新是制备纳米捻线的主要方法。熔体静电纺丝纳米捻线的制备主要有以下三个难点:(1)熔体电纺多射流的产生与引导;(2)多射流的集束与取向;(3)多射流.的加捻。因此,纳米纤维捻线的制备与接收仍然是一个巨大的挑战。本课题依据杨卫民教授提出的高分子材料先进制造熔体微积分思想,自行设计并搭建了熔体微分静电纺丝实验装置,通过材料改性、工艺研究及装置设计实现熔体微分多射流的制备、集束及可控加捻,从而最终获得了聚合物熔体法纳米捻线。具体研究内容如下:(1)基于共混改性实现单喷头多射流连续纳米纤维的高效制备充分发挥聚合物熔体微分静电纺丝原理及工艺优势,通过材料的改性降低材料的粘度,然后通过辅助气流对纤维进行细化,最终达到单喷头多射流纳米纤维的连续制备。该辅助气流主要是在纺丝过程中产生一种负压牵伸,使纤维从微米级别进入亚微米级。(2)熔体微分静电纺丝纳米捻线装置的设计与优化基于无针多射流熔体微分静电纺丝原理,搭建一种基于负压气流拉伸和组合辊子加捻的熔体微分电纺加捻工艺及设备。(3)熔体微分静电纺丝纳米捻线制备工艺的研究选取PLA和改性的PP作为原料,探究纺丝电压、抽吸风速度、辊子旋转速度、圆盘旋转速度等参数对纤维直径、形貌、纳米纤维捻线的捻角和捻度的影响。获得制备纳米捻线最佳纺丝工艺参数,通过控制辊子旋转速度与圆盘旋转速度之比可以控制纤维捻线的捻角。综上,本课题提出一种熔体微分静电纺丝纳米捻线制备工艺及装置,有望解决纳米纤维捻线的工业化生产,为将纳米纤维推广应用到高端纺织、医药、生物等高附加领域打下了基础。