DOI:10.1016/j.cis.2020.102315

静电纺丝是制备纳米结构材料的重要方法之一。电纺纳米纤维广泛应用于药物输送系统、过滤、集雾、组织工程、智能纺织品、柔性电子产品等诸多领域。制备过程的控制对于进一步的技术发展至关重要。在静电纺丝中，相对湿度是一个关键参数，它几乎影响所收集纤维的所有特性，例如形态、机械性能、液体保持力、润湿特性、相组成、链构象和表面电势。相对湿度是可靠性工艺的决定因素，因为它控制着电荷耗散和溶剂蒸发。本综述总结了静电纺丝工艺及其应用、相分离工艺以及相对湿度对聚合物纤维性能的影响。研究者使用20多种聚合物和数百种溶剂系统研究了相对湿度对亲水和疏水聚合物的影响。最重要的是，作者强调了相对湿度在工艺可重复性中的重要性，并证明了它对从溶液液滴到电纺网络几乎所有纤维制备方面的影响。

图1.图表显示了过去20年中使用“静电纺丝”关键词的静电纺丝出版物和专利数量。红色曲线显示“相对湿度+静电纺丝”关键词的结果，表示在静电纺丝过程中可控湿度的重要性日益提高。该图由作者使用直至2020.11.02的dimensions.ai数据库绘制。

图2.常见的聚合物纤维应用。

图3.静电纺丝示意图，显示了获得稳定工艺的3个主要参数，例如聚合物溶液、高压和相对湿度。

图4.RH对由THF溶液静电纺丝的PS纤维形态的影响。A），D），G）和J）代表纤维形态；B），E），H）和K）是表面的高倍放大图像；C），F），I）和L）是纤维横截面的高倍放大图像。

图5.在0-40％相对湿度下制备的经拉伸测试的电纺PAN纳米纤维的应力应变曲线。

图6.VIPS工艺中水与聚合物溶液相互作用的示意图，A）暴露于非溶剂蒸汽（例如水）中，B）蒸汽侵入聚合物溶液中，C）溶剂蒸发且蒸汽侵入，从而形成多孔聚合物。

图7.SEM显微照片显示：A）在55％RH下通过VIPS获得的多孔PMMA膜，以及B）在70％RH下静电纺丝制备的多孔PCL纤维。

图8.TIPS工艺的示意图。A）聚合物溶液的制备，B）浇铸到模具中，C）冻结聚合物溶液，D）真空干燥，得到最终产品。

图9.由TIPS机理获得的多孔PVDF膜的示例：A）横截面，B）横截面的高倍放大，C）膜的俯视图，以及D）SA:PEG:PLA多孔核壳复合纳米纤维。

图10.非溶剂诱导的相分离过程的示意图。A）聚合物溶液的制备，B）浇铸到模具中，C）将该聚合物溶液浸入非溶剂中并进行相分离，D）干燥得到最终产品。

图11.SEM显微照片显示了NIPS机理的影响：A）PSf多孔膜的横截面以及B）PS:CB纳米纤维的形态和横截面。

图12.在A）68％和C）82％RH下，由CA静电纺丝制备的3D垫的照片，以及它们各自的SEM显微照片B）和D）。

图13.在A）40％，B）50％，C）60％和D）70％RH下电纺PA6的形态。

图14.SEM图像显示了在20℃以及A）14％，B）22％，C）30％，D）40％，E）50％和F）60％RH下电纺PAN的不同表面形态。

图15.在20℃以及A）30％，B）50％，C）70％和D）90％RH下由CF溶液静电纺丝的PCL纤维的SEM图像。

图16.在A）20％，B）40％和C）60％RH下由20wt％DMF溶液静电纺丝制备的PEI纤维的横截面SEM图像。

图17.在A）5％，B）20％，C）35％，D）50％，E）60％和F）75％RH下由CF静电纺丝的PEG的SEM图。

图18.在A）低，B）中和C）高放大倍率下，以MC为溶剂，在40％相对湿度下制备的PMMA的多孔结构。

图19.在A，B）0和C，D）98％RH下平衡后，A，B）纯和C，D）纤维素纳米晶体负载PVA纤维的SEM显微照片。

图20.在A）5％，B）20％，C）35％，D）50％，E）60％和F）75％RH下电纺PCU的SEM图像。

图21.在A）20％，B）40％，C）60％和D）80％RH下电纺PLA的SEM显微照片，显示了直径的变化。

图22.在A）20％，B）40％，C）60％和D）80％RH下电纺PS的SEM显微照片，显示了不同的形态。

图23.在A）10％，B）20％，C）45％，D）60％和E）70％RH下电纺PVDF的形态。F）由在不同RH下制备的电纺纤维组成的摩擦电纳米发电机的输出电压。

图24.具有正态分布趋势线的图表显示了RH对聚合物纤维形态的影响：光滑，粗糙，起皱，多孔等，与其润湿性有关。