[实用新型]静电纺丝设备的湿度控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于静电纺丝领域，尤其涉及一种静电纺丝设备的湿 度控制系统。

背景技术

静电纺丝法是一种简单高效的通过静电力作用制备纳米纤维的 方法。静电纺丝技术是从电喷技术发展演化而来的，即在高压静电场 作用下，聚合物熔体或溶液的导电液滴可以发生高速喷射，形成聚合 物纤维的过程。静电纺丝过程中，通过使带有电荷的高分子熔体或溶 液在高压静电场中喷射、拉伸、劈裂、挥发固化，最终形成纤维状特 质的过程，是目前制备一维纳米结构敏感材料的重要方法之一。静电 纺丝法所制备的纳米纤维以其优异的物理特性被广泛应用于生产生 活的各个领域，随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的 可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、 催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。

静电纺丝过程中，纺丝纤维的形成过程非常复杂，影响静电纺丝 纤维形貌和性质的参数有很多，改变静电纺丝工艺参数，在同一台静 电纺丝装置上，可能获得不同的纤维形貌。静电纺丝法的制备过程极 为复杂，对静电纺丝过程产生影响的因素众多，主要归纳为三类：一 类是来自静电纺丝装置，如静电纺丝过程中的高压电源所提供的静电 压的大小，收集板与喷丝口之间的距离，位置，收集板的形状、面积， 喷丝口的个数、直径、横截面积及喷丝口的带电极性等因素。静电纺 丝装置参数对静电纺丝过程起着决定性因素，研究人员不断的改进静 电纺丝装置，以获得不同形貌和结构的纳米纤维，以满足不同行业领 域、不同人们的需求。第二类来自静电纺丝前驱液的性质。如溶液的 表面张力，电导率，溶液中有机溶剂的溶解度，溶液的黏弹力，溶液 的重量及流速等，这一类影响因素可以由实验人员根据实际情况进行 调节，以获得最佳的纺丝效果；第三类影响静电纺丝过程的因素来自 当前的环境。如环境湿度，压力，温度，清洁度，周围磁场、电场的 影响等。实验表明，环境湿度直接影响纺丝纤维直径，对纺丝的正常 进行十分重要，过大的环境湿度会导致电场间导通，产生危险。国内 纺丝设备大多没有专门实施例湿度控制装置，多数只是对温度进行控 制，但为制备高性能的静电纺丝，对湿度进行控制就显得十分必要了。 环境湿度对纺丝过程的影响有如下几点：(1)当环境湿度大于40％RH 时，纳米纤维直径变粗，(2)当环境温度大于50％RH时，纺丝不能正 常进行，如出现纤维导电、滴液等现象，甚至会发生危险。(3)当环 境湿度小于20％RH时也不利于纺丝的正常进行，故系统环境指标为保 持湿度在为20～35％RH范围内为宜，不同的纺丝材料，其导电性和吸 湿性不同，具体某种材料的纺丝环境的湿度设备值可为一个介于20～ 35％RH之间的固定值，也可以是20～35之间的一个小的湿度调节范 围。

实用新型内容

为了解决现有静电纺丝设备的气室内，由于环境湿度不可控，易 导致纺丝变粗或纤维导电、滴液等问题，本实用新型提供了一种静电 纺丝设备的湿度控制系统，使静电纺丝过程中对湿度环境进行有效地 感湿、除湿、加湿控制。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种静电纺 丝设备的湿度控制系统，包括主控制器、湿度检测传感器、除湿机、 超声波加湿器和蜂鸣器，其中，湿度检测传感器、除湿机和超声波加 湿器安装于静电纺丝箱内，主控制器分别与湿度检测传感器、除湿机、 超声波加湿器、蜂鸣器连接。

进一步的，湿度检测传感器实时检测静电纺丝箱内湿度信号，且 将该信号传输至主控制器，主控制器基于静电纺丝箱内恒定的湿度设 定值，或一个设定的湿度范围，该湿度信号与控制器的设定值相比较， 控制器输出分程控制信号。

更进一步的，所述系统包括上位机，上位机具有人机交互界面， 并用于人机交互操作，实时显示湿度设定值和湿度测量值。

更进一步的，所述主控制器为PLC，且使用PLC的PID调节模块 对气室内的湿度进行闭环控制。

有益效果：本实用新型所述的静电纺丝设备的湿度控制系统，在 静电纺丝过程中对湿度环境进行有效地感湿、除湿、加湿、湿度显示 以及湿度报警等控制。使得静电纺丝环境湿度可以被有效监测和控 制，纺丝过程顺利进行，实现10～60％RH湿度范围内密闭环境下的有 效湿度控制，将湿度调节至静电纺丝工艺的最佳湿度范围和设定湿度 值。该系统除湿效果显著，有效满足了静电纺丝工艺对湿度控制的要 求。

附图说明