静电纺丝方法包括熔体静电纺丝和溶液静电纺丝,它是一种高效的纳米纤维制备技术。熔体静电纺丝被人们认为比溶液静电纺丝成本低、环境友好、效率高,因此熔体静电纺丝是一种更经济、更安全的可替代溶液静电纺丝的纺丝方法。目前,国内外的研究者几乎都是从工程应用的角度,根据测试结果或显微图片来判断自己对静电纺丝设备的改进是否合理,能否纺得某种材料或结构的纤维。为了深入了解静电纺丝纤维下落过程中的变化情况,本论文首次在静电纺丝领域引入了耗散粒子动力学(Dissipative Particle Dynamics-DPD)介观模拟的方法。本文首先使用有限元软件ANSYS根据实际静电纺丝实验设备模拟出针形纺丝头纺丝电场强度分布情况,继而提出了DPD熔体静电纺丝模拟体系中的电场力作用公式,同时模拟了平行板电场下的电场强度分布情况。还建立了静电纺丝温度场有限元模型模拟出纺丝过程中温度的分布情况,这些有限元模拟结果给纺丝实验有力的指导。然后,在熔体静电纺丝DPD模拟体系中,研究了电场力、聚合物粘度和聚合物链长对纤维下落速度的影响,并研究了纺丝过程中纤维不同阶段的速度变化,以及粘度与纤维不同阶段的速度的关系,弹簧系数对分子链的均方末端距的影响,还研究了纺丝头内径、聚合物链长与纺丝纤维直径的关系。这些探索使我们从介观模拟的角度了解了熔体静电纺丝中纤维下落速度、高分子链解缠和取向规律等一些基础科学问题,而这些问题的知晓将从理论上有力指导人们对熔体静电纺丝这项技术更好的改进和利用。最后,通过本课题组研制的针形喷头熔体静电纺丝装置,针对工业上纤维制造的常用典型材料聚丙烯(PP)开展了实验研究,研究了不同电压和不同温度下纺丝纤维下落的速度变化情况,得出了和模拟结果一致的结论。