在很多情况下,喷丝的持续时间和电场强度会影响静电纺过程和形成的纤维无尘布。而改变喷丝口和收集器之间的距离会对喷丝持续时问和电场强度产生直接的影响。如果是独立纤维形成,会有足够时间保证静电纺喷丝上的大部分溶剂挥发。当针口和收集器间的距离缩短时,相当于喷丝到达收集器板的距离变短。此外,电场强度同时会增加,这也造成喷丝到达收集器的速度加快。结果就可能导致在喷丝到达收集器之前没有足够时间让溶剂挥发。当距离过短时,多余的溶剂可能造成纤维融合,*后形成内部层间黏合。这种相互连接的纤维无尘布可以为支架提供额外的力学强度。 根据溶液性质,改变距离或许对纤维形态有大的影响。但在某些情况下,距离的改变对纤维直径没有丝毫影响。然而,当距离太近时,会发现形成珠状物纤[Megelski。t,d1.(2002)]。这可能是因为针头与收集器之间的电场强度增加。降低距离和增加电压有相同的影响,即导致电场强度增加。前面曾经提到过,如果电场强度过大,喷丝不稳定性的增加可能会促进珠状物的形成[Deitzel et a1.(2001b),zhOng et a1.(2002)]。但是,如果距离确定,电场强度处于*佳值,由于静电场为喷丝提供了足够的拉伸力,珠状物会减少[Jarusu—wayLnapoom et a1.(2005)]。在其他环境中,距离的增加会使平均纤维直径下降[Ayutse&!etaI.(2()05)]。距离变长意味着有较长的喷丝持续时间使溶液在沉降到收集器之前可以充分拉伸[Zhao et a1.(2()()4),.Rexleker et alI(20()O)]。然而,也存在一些距离增加时纤维无尘纸直径也增加的情况。这是由静电场强度下降造成纤维拉伸度减小决定的。当距离过大时,收集器上就不会有纤维沉降。因此,应该存在一个*佳静电场强度,低于该强度时,溶液的拉伸度下降,造成纤维直径增加。 静电纺喷丝环境参数的影响,仍然缺乏足够研究。任何聚合物溶液和周围环境的相互影响可能对静电纺纤维无尘纸的形态有影响,比如高湿度会引起纤维表面微孔结构的形成,因为静电纺受外部电场影响。也就是说,静电纺环境的任何改变都会影响静电纺过程。 静电纺环境的湿度可能对静电纺过程中的聚合物溶液有影响。其他条件正常而湿度高时,可能在静电纺进行时,水会浓缩在纤维无尘布表面,从而影响纤维形态,特别是溶于易挥发溶剂中的聚合物进行静电纺时,纤维无尘纸容易受此影响[Megelski et a1.(2002),Bognitzki et a1.(2001)]。聚砜(Ps)溶于四氢呋喃的实验证明,湿度低于50%时纤维表面是光滑的。然而,静电纺过程中湿度的持续增加会导致纤维无尘布表面出现环状孑L。并且,随着湿度增加,环形孔的尺寸相应增加,直到这些孔联合在一起形成巨大的不均一形态结构。通过原子力显微镜,可以看出随着湿度的增加,孔的深度增加。然而,超过一定湿度,孔的直径、深度和数量将达到饱和[casper et a1.(2004)]。 通过对薄片层的研究,表明表面孔的形成是由于所谓的“breath figt-res'’的现象引起的LsrniVasarao et a1.(2001)]。这可能也是此种现象发生在静电纺中的原因,易挥发溶剂的迅速挥发吸走热量而造成喷丝表面的冷却,这样水蒸气会浓缩在喷丝表面。当*终水和溶剂都挥发之后,孔就形成了。虽然,由于均一的“breath f培ures"造成孔在薄片上的形成,然而在静电纺纤维上观察到的孔并不均一,这可能是由于静电纺喷丝的活性条件。这可以与一些静态条件相对比,通过薄片层上“breath{igtlres”影响的不同进行比较[Megelski et a1.(2()()2),Cast)er et a1.(2004)]。 环境的湿度也会决定溶液中溶剂的挥发率。在湿度很低的情况下,挥发溶剂可能会迅速干燥。溶剂的挥发速度可能比其从针头移m的速度快。结果,由此导致的针头堵塞,使静电纺过程只能持续几分钟[BauIrigarten(1971)]。 湿度对绝缘表面的静电荷的影响已被广泛研究。在接地铜管内玻璃颗粒传导的研究中发现,如果相对湿度较大(>76%),颗粒上没有电荷存在;随着湿度的下降,颗粒上所带的电荷越来越多LNieh and Ngtlyetl(1988)。