阵列圆盘式纺丝头结构对电场强度的影响

传统的规模化静电纺丝技术存在所需电压高、场强不均和边缘效应等问题,导致纺丝质量不佳,难以规模化制备纳米纤维。因此,提出一种新型的阵列圆盘式无针头设备,使用Solidworks软件进行三维建模,然后将模型导入COMSOL Multiphysics 5.6有限元仿真软件进行模拟,优化新型纺丝头的结构参数、接收距离、外加电压以得到最佳的电场强度和匀场效果。结果表明:当新型纺丝头圆盘数量为10、圆盘间距为40 mm、圆盘外径为40 mm、接收距离为100 mm、电压为25 kV时,电场强度平均值为1.48×106 V m,CV值为1.60%,表明该纺丝头结构有效克服了边缘效应并降低纺丝所需电压。所得纺丝装置模型在纺丝口处的电场强度较高且分布均匀,可批量制备高质量的纳米纤维。