基于库仑定律的多针头静电纺丝法的设计

摘要

在静电纺丝技术中,针头处电场分布形式和电场值是影响静电纺丝过程和纳米纤维形成的关键因素.传统的多针头静电纺丝装置由于针头间电场存在强烈的相互干扰作用,造成纤维成纤不均匀,严重影响纳米纤维的质量.为了得到最佳的纺丝环境,需要对工作电场进行模拟及优化.基于库仑定律提出一种静电纺丝法,使多针头呈线性凸弧形排布.利用COMSOL Multiphysics5.0建立几何模型,分析针头数量和排布方式对其外部电场分布的影响.结果发现:随着针头数量的增加,场强峰值逐渐减小;同一排针头的场强从中间向两侧逐渐增大;线性凸弧形排布方式能降低边缘针头的场强且有利于改善针头处电场分布的均匀性.