System anodowy do elektroforezy
Funkcja podstawowa
TSystem anodowy do elektroforezy jest niezbędnym, kluczowym elementem procesu powlekania elektroforetycznego. Jego podstawową funkcją jest pełnienie funkcji anody w obwodzie elektroforezy, zamykanie pętli prądowej i utrzymywanie równowagi chemicznej roztworu w zbiorniku elektroforezy (w szczególności neutralizowanie nadmiaru jonów kwasowych powstających w wyniku reakcji elektroosadzania w roztworze w zbiorniku).
Dlaczego potrzebny jest system anodowy?
W powlekaniu elektroforetycznym katodowym (najczęściej stosowana forma obecnie):
1.Przedmiot obrabiany jest katodą: PPod wpływem pola elektrycznego cząstki żywicy lakierniczej o ładunku dodatnim przemieszczają się w kierunku katody (przedmiotu obrabianego), osadzają się na jej powierzchni i utwardzają, tworząc powłokę lakierniczą.
2.Reakcje elektrochemiczne: Podstawową reakcją zachodzącą na katodzie (przedmiocie obrabianym) jest elektroliza wody, w wyniku której powstaje gaz wodorowy i jony wodorotlenkowe.
3.Nadmierna produkcja kwasu:Cząsteczki żywicy w powłoce zazwyczaj zawierają grupy karboksylowe. Podczas osadzania na katodzie (przedmiocie obrabianym), aby zachować równowagę ładunków, cząstki żywicy muszą wiązać się z dodatnio naładowanymi neutralizatorami amin (takimi jak aminy organiczne). Po osadzeniu żywicy na przedmiocie obrabianym, te neutralizatory amin (dodatnio naładowane kationy) są uwalniane z powrotem do kąpieli. Te wolne aminy reagują z wodą w kąpieli, tworząc jony amonowe i jony wodorotlenkowe, powodując wzrost pH kąpieli. Co ważniejsze, jony karboksylanowe (ujemnie naładowane aniony) zawarte w żywicy pozostają „pozostawione” w kąpieli podczas procesu osadzania.
4.Utrzymanie równowagi: Jeżeli nie zostaną podjęte żadne działania, ujemnie naładowane aniony kwasowe (takie jak aniony octanowe, aniony mrówczanowe itp.) w roztworze kąpieli będą się nadal gromadzić, co doprowadzi do:
WNieprawidłowy wzrost przewodności: Wpływ na penetrację i jakość powłoki.
WNierównowaga pH:Wpływ na stabilność i rozpuszczalność cząstek żywicy.
WPogorszenie właściwości powłoki:Może to powodować problemy takie jak powstawanie dziurek, szorstkość i słaby przepływ.
WZniszczenie stabilności kąpieli: W poważnych przypadkach może to spowodować wytrącanie się żywicy i sedymentację.
Skład i funkcja układu anodowego
Typowy układ anod elektroforetycznych składa się głównie z następujących elementów:
Anoda:
WMtworzywo:Zwykle wykonane z materiału odpornego na korozję i wysoce przewodzącego Materiały obojętne, takie jak stal nierdzewna (typu 316L) lub tytan (bardziej odporny na korozję, o dłuższej żywotności, ale droższy). Anody tytanowe są czasami powlekane warstwą tlenków metali szlachetnych (takich jak tlenek irydu i tantalu), aby dodatkowo zwiększyć przewodność itrwałość.
WKształt:Do powszechnych typów należą anody płytkowe i rurowe(lub w kształcie pudełka). Anody rurowe/w kształcie pudełka są bardziejpowszechnie stosowane, ponieważ mogą pomieścić roztwór anodowywewnętrznie.
WFunkcjonować:Podłączone bezpośrednio do dodatniego zacisku (+)źródło zasilania, będące częścią obwodu prądowego, w którym zachodzi utlenianieReakcje zachodzą na powierzchni anody.
Anoda COn/Komora anodowa:
WStruktura: Jest to komora otaczająca anodę, zazwyczaj wykonana z materiałów izolacyjnych odpornych na działanie chemikaliów, takich jak PVC lub PP. Anoda jest całkowicie zamknięta w tej pokrywie.
WKluczowe elementy:TKluczowym elementem osłony anody jestjonoselektywna membrana przepuszczalna (jonowo-selektywna
Membrana).
NTworzywo:Typowa membrana kationowymienna.
NFunkcjonować:Membrana ta umożliwia przepływ jonów o ładunku dodatnim (takich jakjony H⁺i amonowe NH₄⁺ mogą przechodzić przez blokjony o ładunku ujemnym (takie jak cząsteczki żywicy farby, pigmentucząstki i jony octanowe (CH₃COO⁻) i większe cząsteczki. Tozapewnia, że do roztworu dostaną się tylko kationy wymagające neutralizacjikomora anodowa, która uczestniczy w reakcji, chroniąc jednocześnieanoda przed zanieczyszczeniem farby i zapobieganie jej osadzaniu sięna anodzie.
System cyrkulacji anolitu:
WSkładniki:Zawiera pompę obiegową, rury, przepływomierz, zbiornik magazynowy (jeśli dotyczy), miernik przewodności, miernik pH (jeśli dotyczy) i wymiennik ciepła (jeśli wymagana jest kontrola temperatury).
WFunkcje:
NKrążenie:Pompuje anodę w sposób ciągły do obudowy anody, przepływa przez jej powierzchnię i recyrkuluje na zewnątrz.
NPrzewodność: Stanowi ośrodek przewodzący, dzięki któremu prąd może przepływać przez anolit do anody.
NUsuwanie produktów reakcji: Usuwa kwasy i gazy (głównie tlen) powstające na powierzchni anody z komory anodowej.
NKontrola koncentracji: Kontroluj rozładowywanie i uzupełnianie, monitorując przewodność roztworu anodowego (która odzwierciedla stężenie kwasu). Gdy przewodność roztworu anodowego jest zbyt wysoka (zbyt wysokie stężenie kwasu), wypuść część roztworu anodowego o wysokim stężeniu kwasu, jednocześnie uzupełniając go świeżym płynem ultrafiltracyjnym lub wodą dejonizowaną, aby utrzymać odpowiednie stężenie kwasu i przewodność.
Podłączenie zasilania:
WPodłącz dodatni zacisk (+) zasilacza prądu stałego do każdej anody za pomocą szyny zbiorczej lub kabla. Upewnij się, że połączenia są solidne, przewodzące i odpowiednio izolowane.
System kontroli przewodności/stężenia:
WMonitorowanie w czasie rzeczywistym przewodności roztworu anodowego (bezpośrednio odzwierciedlającej stężenie kwasu) za pomocą internetowego czujnika przewodności.
WNa podstawie ustawionego zakresu przewodności automatycznie steruje odpływem roztworu anodowego i dodawaniem świeżego płynu ultrafiltracyjnego/wody dejonizowanej, aby utrzymać stabilną pracę systemu.
Urządzenia bezpieczeństwa i ochrony:
WOchrona uziemienia:Zapewnij bezpieczeństwo systemu.
WOchrona przed wyciekiem: Zapobiegaj wypadkom elektrycznym.
WKontrola poziomu cieczy:Należy unikać suchego spalania pokrywy anody, gdyż może to spowodować uszkodzenie membrany i anody.
WMonitorowanie przepływu/Alarm:Zapewnij normalną cyrkulację.
Aplikacje
Systemy anod elektroforetycznych są szeroko stosowane w gałęziach przemysłu wykorzystujących procesy powlekania elektroforetycznego katodowego, w szczególności w następujących obszarach:
üPrzemysł motoryzacyjny: Nadwozie, podwozie i podkład pod podzespoły.
üBranża urządzeń gospodarstwa domowego: Rlodówki, pralki, klimatyzatory i inne urządzenia domowe.
üSprzęt i materiały budowlane: Aprofile aluminiowe, meble stalowe, okucia drzwiowe i okienne itp.
üMaszyny rolnicze i budowlane
Wyświetlacz produktu
