[发明专利]一种自修复纤维素水凝胶的智能制备系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是一种自修复纤维素水凝胶的智能制备系统及方法。

背景技术

高分子材料在制造和使用过程中，当受到外界机械损害后，由于内部的微裂纹和局部损伤，而导致性能下降，影响使用寿命。高分子材料由于裂纹往往在内部深处出现，探测难度较普通金属材料更大。自修复高分子材料可以自行发现裂纹并通过一定机理自行愈合，是一种有着广泛应用需求的高分子智能材料。因此，利用高分子材料的易加工性研究仿生自修复，自1996年由Dry等提出后，立即成为了高分子科学领域的热点方向。

纤维素水凝胶作为一种高吸水高保水材料，被广泛用于多种领域，如：干旱地区的抗旱，农用薄膜、建筑中的结露防止剂、调湿剂、石油化工中的堵水调剂，原油或成品油的脱水，在矿业中的抑尘剂，食品中的保鲜剂、增稠剂，医疗中的药物载体等等。但是这类材料在其成型加工和使用过程中不可避免地会产生局部损伤和微裂纹,进而引发宏观裂缝而发生破坏,影响相关产品的正常使用和缩短使用寿命,而往往这些微损伤在开始的时候难以发现,或者即使被发现也因产品形状等限制无法得到及时修复。因此,如果能够赋予高分子材料自修复功能,即可解决上述问题,从而显著提高产品的安全性,延长其使用寿命。

纤维素水凝胶的制备过程大多依赖于手动操作和人工判断，但人工操作既比较容易出错，不能精确地、自动化地控制制备过程中的温度、水位和时间等各项参数，而上述因素极大的影响着多孔碳材料的制备效果，且人工操作比较耗时，也浪费了资源。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种自修复纤维素水凝胶的智能制备系统及方法，能精确地控制制备过程中的温度、水位和时间等各项参数，自动化程度高；结合了手动控制和自动控制，方便了操作，节约了时间；制备成本低、稳定可靠、制备成品品质高。

本发明采用的技术方案如下：

一种自修复纤维素水凝胶的智能制备系统，它包括：MCU、搅拌模块、感应模块、报警模块、抽滤模块、烘干模块、称量模块、水位检测模块、加热模块和阀门控制模块；

水位检测模块包括设于溶剂装置一的水位传感器；用于感应溶剂装置内的初始水位H1，并转化为数字001传递至MCU；感应溶剂装置内的实时初始H2，并转化为数字002传递至MCU；

感应模块包括设于烘干装置入料口的感应器，当物料通过烘干装置入料口时，向MCU传递数字信号003；

MCU分别与搅拌模块、感应模块、报警模块、抽滤模块、烘干模块、称量模块、水位检测模块、加热模块、阀门控制模块相连接，用于接收数字信号001和数字信号002，当ΔH（ΔH=|H2-H1|）≥2cm时向阀门控制模块传递执行信号101，向称量模块传递执行信号201；接收数字信号301，向阀门控制模块传递执行信号102，向称量模块传递执行信号202；接收数字信号302，向阀门控制模块传递执行信号103，向报警模块传递执行信号401，3h后向阀门控制模块传递执行信号104；接收数字信号303，向抽滤模块传递执行信号501；接收数字信号003，向烘干模块传递执行信号601；接收数字信号304，向报警模块传递执行信号402，向阀门控制模块传递执行信号105，向称量模块传递执行信号203；向加热模块传递执行信号701；接收数字信号305，向阀门控制模块传递执行信号106，3h后再次向阀门控制模块传递执行信号107；接收数字信号306，向抽滤模块传递执行信号502；第二次接收数字信号304时，向报警模块传递执行信号403，向阀门控制模块传递执行信号108，向称量传递执行信号204；接收数字信号307，向阀门控制模块传递执行信号109，20h后向报警模块传递执行信号404，向搅拌模块传递执行信号801，6h后向搅拌模块传递执行信号802，并向报警模块传递执行信号405；