Электрофорез анодтық жүйесі

Электрофорез анодтық жүйесі электрофорез бояу процесінің ауыстыруға келмейтін негізгі компоненті болып табылады. Оның негізгі функциясы электрофорез тізбегіндегі анод ретінде жұмыс істеу, ток контурін тұйықтау және электроосаждение реакциясы нәтижесінде ерітіндіде пайда болатын артық қышқыл иондарын бейтараптау арқылы электрофорез ванна ерітіндісінің химиялық тепе-теңдігін сақтау.

Электрофорез анодтық жүйесі

Катодтық электрофорез бояуда (қазіргі уақытта ең кең таралған түрі):

1. Бұйым катод болып табылады: оң зарядталған бояу шайыры бөлшектері электр өрісінің әсерінен катодқа (бұйымға) қарай қозғалады және оның бетінде тұнбаға түріп, қатаяды да, бояу қабатын құрайды.

2. Электрохимиялық реакциялар: Катодта (бұйымда) негізгі болып жүретін реакция — судың электролизі, оның нәтижесінде сутегі газы мен гидроксид иондары түзіледі.

3. Қышқылдың артық шығарылуы: Қапталатын материалдағы смола бөлшектерінде көбінесе карбоксил топтары болады. Катодқа (бұйымға) түскен кезде электр зарядының тепе-теңдігін сақтау үшін смола бөлшектері оң зарядталған амин бейтараптандырғыштармен (мысалы, органикалық аминдермен) байланысуы керек. Смола бұйым бетіне түскеннен кейін осы амин бейтараптандырғыштар (оң зарядталған катиондар) кері ерітіндіге босап шығады. Бұл бос аминдер ерітіндідегі сумен әрекеттесіп аммоний және гидроксид иондарын түзеді, нәтижесінде ерітіндінің pH мәні жоғарылайды. Маңыздырақ, смоладағы карбоксилат иондары (теріс зарядталған аниондар) түсудің өзінде ерітіндіде «қалдырылады».

4. Тепе-теңдікті сақтау: Егер басқарылмай қалса, ерітіндідегі теріс зарядталған қышқыл аниондары (мысалы, ацетат аниондары, формиат аниондары және т.б.) жинала береді, бұл мыналарға әкеледі:
Өткізгіштіктің қалыпсыз өсуі: Тереңдей түсуге және қапталу сапасына әсер етуі.
pH тепе-теңдігінің бұзылуы: Шайыр бөлшектерінің тұрақтылығы мен ерігіштігіне әсер етеді.
Қаптау қасиеттерінің нашарлауы: Микроскопиялық тесіктер, бетінің қаттылығы және ағыстың нашар болуы сияқты мәселелерді туғызуы мүмкін.
Ванна тұрақтылығының бұзылуы: Ауыр жағдайларда шайырдың тұнбаға түсуі мен шөгуі орын алуы мүмкін.

Типтік электролиттік анодтық жүйе негізінен келесі компоненттерден тұрады:

1. Анод:
1.1 Материал: Әдетте коррозияға төзімді, жоғары өткізгіштікке ие инертті материалдардан, мысалы, «316L» болаты немесе титаннан (коррозияға төзімдірек, ұзақ қызмет етеді, бірақ құны жоғары) жасалады. Титан анодтары кейде өткізгіштікті және беріктікті тағы да арттыру үшін бағалы металл оксидтерінің (мысалы, иридий-тантал оксиді) қабатымен жабылады.
1.2 Пішіні: Жалпы түрлеріне пластиналық анодтар мен түтікті (немесе қорап тәрізді) анодтар жатады. Түтікті/қорап тәрізді анодтар ішінде анод ерітіндісін орналастыруға болатындықтан жиірек қолданылады.
1.3 Қызметі: Ток көзінің оң шығысына (+) тікелей қосылып, ток тізбегінің бөлігі болып табылады, анод бетінде тотығу реакциялары жүреді.

2. Анодтық ұяшық/Анодтық камера:
2.1 Құрылымы: Бұл анодты қоршап тұратын бөлме, әдетте ПВХ немесе ПП сияқты химиялық төзімді изоляциялық материалдардан жасалады. Анод осы қақпақ ішінде толығымен герметиктендірілген.
Негізгі компоненттер: анод қақпағының негізгі компоненті — ион-селективті өткізгіш мембрана (Ион-селективті мембрана).
2.2 Материалы: Әдетте катион алмасу мембранасы болып табылады.
2.3 Қызметі: Бұл мембрана оң зарядталған иондарды (мысалы, H⁺ және аммоний иондары NH₄⁺) өткізеді, ал теріс зарядталған иондарды (мысалы, бояу шайыры бөлшектері, пигмент бөлшектері және ацетат иондары CH₃COO⁻) және үлкен молекулаларды блоктайды. Бұл тек нейтралдау үшін қажет катиондарды реакцияға қатысу үшін анод камераға енуіне мүмкіндік береді және анодты бояудың ластануынан қорғайды, сондай-ақ анодта бояудың тұнбаға түсуін болдырмауға кедергі жасайды.
2.4 Ішкі сұйық: Анод жабыны анолитпен (әдетте ультрафильтрациялық пермеат UF Permeate немесе деиондалған су, кейде өткізгіштікті сақтау үшін аз мөлшерде қышқыл қосылады) толтырылған. Бұл сыртқы резервуар ерітіндісінен физикалық түрде бөлінген.

Электрофорез анодтық жүйесі

1. Компоненттер

Циркуляциялық сорғы, құбырлар, ағын өлшегіш, сақтау резервуары (қажет болса), өткізгіштік өлшегіш, pH метр (қажет болса) және жылу алмастырғыш (температуралық бақылау қажет болса) кіреді.

2. Қызметтер

2.1 Циркуляция
Анодтық ыдысқа анолитті үздіксіз сорғылайды, анод бетінде ағады және жүйеге қайта шығады.

2.2 Өткізгіштік
Анолит арқылы электр тогының анодқа өтуіне кепілдік беретін өткізгіш ортаны қамтамасыз етеді.

2.3 Реакция өнімдерін алу
Анодтық камерадан анод бетінде түзілетін қышқылдар мен газдарды (негізінен оттегі) алады.

2.4 Концентрацияны бақылау
Анод ерітіндісінің өткізгіштігін (қышқыл концентрациясын көрсетеді) бақылайды. Өткізгіштік тым жоғары болған кезде, қышқылдың жоғары концентрациялы ерітіндісінің бір бөлігі шығарылып тасталады да, оның орнына концентрация мен өткізгіштікті дұрыс ұстау үшін таза ультрафильтрацияланған сұйық немесе деиондалған су қосылады.

3. Электрмен жабдықтауға қосылу

3.1 Тұрақты ток көзінің оң шығысын (+) шиналар немесе сымдар арқылы әрбір анодқа жалғаңыз.
3.2 Барлық электрлік жалғаулардың берік, өткізгіш және дұрыс изоляцияланғанына көз жеткізіңіз.

4. Өткізгіштік / Концентрация бақылау жүйесі

4.1 Анодтық ерітінді өткізгіштігін тікелей бақылау үшін онлайн өткізгіштік сенсорын қолдану.
4.2 Жүйенің тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін белгіленген өткізгіштік шектеріне негізделе отырып, су таратуды және толықтыруды автоматты түрде басқару.

5. Қауіпсіздік және қорғаныс құрылғылары

5.1 Ток көзіне тұйықтау қорғанысы: Жүйенің жалпы қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
5.2 Ток құйылуынан қорғаныс: Электр қауіп-қатерлерін болдырмау.
5.3 Сұйық деңгейін басқару: Анод жақтауының құрғақ жануын болдырмау және мембраналар мен анодтарды қорғау.
5.4 Ағынды бақылау және тревога: Қалыпты циркуляцияны қамтамасыз етеді және уақытылы ақауларды анықтайды.

Электрофорез анодтық жүйесі

Электрофорез анодтық жүйелері катодты электрофорез бояу процестерін қолданатын салаларда, әсіресе келесі салаларда кеңінен қолданылады:

1.Автокөлік өнеркәсібі: Кузов, шасси және компоненттердің алғашқы бояуы.

2.Тұрмыстық техника өнеркәсібі: Тоңазытқыштар, кір жуғыш машиналар, кондиционерлер және басқа да корпус элементтері.

3.Құрылыс материалдары мен фурнитура: Алюминий профилдері, болат ыдыстар, есік пен терезе фурнитурасы және т.б.

4.Ауылшаруашылық және құрылыс машиналары