静电纺丝技术是目前制备纳米纤维的常用方法，其制备的纳米纤维具有比表面积和孔隙率高、纤维连续性好等优异性能，在纺织服装、传感器、组织工程和能源等领域有广阔的应用前景。传统静电纺丝一般产生单股射流，导致纳米纤维产量较低，制约了纳米纤维产业化发展。
　　论文综述了传统静电纺丝技术的发展及研究现状，总结和分析了目前提高静电纺丝纤维产量的改进方法及存在的问题。在此基础上，以辅助电极静电纺丝技术为研究对象，系统探讨了尖端辅助电极对静电纺丝多射流产生及纳米纤维成形的影响机制。
　　论文首先分析了尖端辅助电极静电纺丝原理。然后通过COMSOL Multiphysics5.0有限元软件研究了辅助电极对静电纺丝区域电场分布的影响，发现引入辅助电极后喷丝头附近的电场强度显著增强，说明辅助电极的引入可以促使静电纺在较低电压条件下产生多股射流，在降低能耗的同时，提高纺丝效率。
　　同时，电场等势线则随着辅助电极和喷丝头之间的距离减小而增多，导致垂直于等势线的电场力方向发生变化，进而导致液滴发生变形。为了研究液滴形变与多射流产生的关系，论文利用高速摄影机对液滴以及多射流的运动过程进行了拍摄，结合图片二值化处理并通过Mathematica数学软件拟合液滴表面曲线，建立带电液滴表面形变与多射流生成关系的回归数学模型。理论分析和实验结果表明，当液滴表面某处的曲率最大值与平均值的比值大于4.52时将有射流产生。
　　在探明了多射流出现的临界条件的基础上，论文对射流数量变化趋势进行了理论分析和预测。结果表明，当其它实验条件不变时，随着电压的增大，射流数量呈先增大后减小的趋势，出现射流数量极大值;使用不同性质的聚合物溶液进行实验验证后，发现实验现象与理论预测相符合。通过配制不同浓度的聚合物溶液和向溶液中加入无机盐和氟表面活性剂，研究溶液粘度、表面张力和电导率对射流数量极大值的影响。研究结果表明，射流数量极大值随着粘度增大，先增多后减少，随着表面张力的增加而减小，随着电导率的增加而增多;对比分析了辅助电极对纤维直径形貌和产量的影响，结果表明通过辅助电极多射流静电纺纳米纤维平均直径范围(222-482nm)，小于传统静电纺纳米纤维直径范围(300-631nm);另外其产量可达到传统静电纺的3.10倍。
　　为了研究辅助电极静电纺丝多射流的运动轨迹，本文通过变分原理推导了射流振动频率与射流流量的关系数学模型。理论分析表明，射流流量越大，射流的振动频率越高，对纤维形态和产量的影响也越大。论文采用不同聚合物溶液进行实验，观察射流的运动轨迹。实验结果表明，尽管多射流间存在较大静电斥力使射流与喷丝头轴线存在较大偏转，但与传统静电纺射流轨迹类似，射流先经过一段稳定拉伸区域然后进入不稳定段运动。同等条件下，表面张力大的溶液产生的稳定段距离较短(1.73-6.9mm)，而电导率大的溶液受到的电场强度大，射流振动频率高，在不稳定段时鞭动剧烈，导致接收到的纤维形貌较好;溶剂极性越大越容易产生多射流，且数量明显多于极性较小溶剂。从收集到的纤维膜形貌来看，多射流条件下获得的纤维膜面积更大更均匀。
　　另外，为了研究辅助电极空间位置对纳米纤维直径和形貌及产量的影响，本文采用辅助电极平行于喷丝头和垂直于喷丝头两种分布方式进行纺丝实验。结果表明，在实验范围内，辅助电极在平行位置时收集到了直径分布在220-277nm的纳米纤维，略小于同等条件下辅助电极在垂直位置时制备的纳米纤维直径(249nm-338nm);而且随着电压的增加、喷丝头和辅助电极之间距离的减小，两种分布配置条件下获得的纳米纤维直径均呈减小的趋势。
　　最后，论文利用数值模拟软件进一步探索了辅助电极对多喷头静电纺丝电场分布的影响，发现各喷丝头处电场强度明显增强，有望解决喷丝头间静电干扰引起的“溶滴”现象。此外，研究了辅助电极对双喷头和三喷头静电纺射流数量、纤维直径和形貌及纤维沉积分布的影响。结果表明尖端辅助电极在多喷头静电纺丝技术中均能成功实现多射流产生，同时沉积均匀的纳米纤维膜。
　　本文对于阐明辅助电极静电纺丝机理、设计和改进新型静电纺丝装备、提高静电纺丝效率具有重要意义。