多针头静电纺丝过程中电场强度与分布的有限元分析

采用COMSOL Multiphysics多物理耦合场有限元模拟软件对多针头静电纺丝过程中的工艺参数如何影响场强的大小与分布进行了模拟分析,对于纺针数量、直径、长度、间距以及电压对各针场强大小与分布的影响进行了系统研究。结果发现,对于单针头静电纺,场强峰值出现在针尖部位,而对于线性排列的多针头静电纺丝而言,场强峰值出现在两侧纺针的针尖外侧部位,中间纺针的场强受到抑制而变小,这也是存在End effect 现象的根本原因。此外,随着纺针数量、直径和针长的增加,最外侧纺针场强峰值显著下降,而外加电压的增大和接收距离的减小会使场强峰值显著增大。这些发现会对多针头静电纺丝过程中场强大小及分布的改善起到重要的理论支撑作用。