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熔体静电纺丝技术作为静电纺丝技术的重要组成,不存在溶剂使用带来的低产率、低强度以及安全环保等问题,并且可以制备一些无常温溶剂如PP、PE和PPS等热塑性聚合物材料,是未来微纳米纤维绿色批量制造工艺中的主流工艺之一。目前熔体静电纺丝技术囿于纺丝原理、工艺方法和设备的局限,限制了材料研究者对其基础理论和应用探索的深化,进而减缓了该技术的产业化进程。因此,突破熔体静电纺丝原理和技术瓶颈,在纤维进一步细化的基础上,提高熔体静电纺丝效率和工艺稳定性,对提升静电纺丝技术内涵,促进我国新材料制备技术的发展具有重要意义。本文回顾和总结了静电纺丝发展现状,重点介绍了熔体静电纺丝技术进化史,分析了现有的熔体静电纺丝技术从纺丝设备到工艺原理所存在的原理瓶颈和技术问题,进而提出了一种全新的静电纺丝原理——熔体微分静电纺丝原理。首先针对熔体微分后的泰勒锥分布特点,建立了波形分析模型,分析了熔体微分静电纺丝原理,获得了射流间距的理论计算公式,并通过实验研究分析了影响射流间距的主要纺丝参数,并对理论计算结果和实验结果进行了初步验证,说明射流间距的理论计算结果和实验结果吻合,能够揭示纺丝参数影响射流根数的内在规律。然后考察了熔体微分静电纺丝主要工艺参数如电场、材料粘度、熔体进给流量以及辅助气流参数对纤维直径及形貌的影响,并通过建立射流微元力学模型分析了射流特征参数的计算方法,获得了决定射流速度和射流直径的理论公式。接着基于熔体微分静电纺丝原理以及纺丝工艺参数的特点,进行了单喷头熔体微分静电纺丝实验仪、四喷头熔体微分静电纺丝装置及32喷头熔体微分静电纺丝多喷头阵列设备的设计研发。提出了熔体微分静电纺丝设备设计规律和注意的关键因素。最后还基于熔体静电纺丝纤维特点,探索研究了熔体微分静电纺丝纤维及其膜制品在PP合成纸、高效空气过滤和高吸油特性材料等方面的应用效果。综上,本文基于高分子先进制造微积分原理,提出了微分静电纺丝原理,并对熔体微分静电纺丝理论、工艺、设备及应用进行了系统研究,拓展了静电纺丝技术理论与方法的内涵,为新型绿色超细纤维的产业化制备具有一定指导意义。