Sistem anod elektroforesis

Sistem anod elektroforesis adalah komponen utama yang sangat penting dalam proses salutan elektroforesis. Fungsi utamanya adalah bertindak sebagai anod dalam litar elektroforesis, melengkapkan gelung arus, dan mengekalkan keseimbangan kimia larutan tangki elektroforesis (terutamanya meneutralkan ion asid berlebihan yang dihasilkan oleh tindak balas enapan elektrik dalam larutan tangki).

Sistem anod elektroforesis

Dalam salutan elektroforesis katodik (bentuk yang paling luas digunakan hari ini):

1. Benda kerja adalah katod: zarah cat resin bercas positif bergerak ke arah katod (benda kerja) di bawah pengaruh medan elektrik dan mendeposit serta mengeras pada permukaannya membentuk filem cat.

2. Tindak balas elektrokimia: Tindak balas utama yang berlaku pada katod (benda kerja) adalah elektrolisis air untuk menghasilkan gas hidrogen dan ion hidroksida.

3. Penghasilan asid berlebihan: Zarah resin dalam salutan biasanya mengandungi kumpulan karboksil. Semasa pemendapan pada katod (benda kerja), untuk mengekalkan keseimbangan cas, zarah resin mesti bergabung dengan peneutral amina bercas positif (seperti amina organik). Selepas resin termendap pada benda kerja, peneutral amina ini (kation bercas positif) dibebaskan semula ke dalam larutan mandian. Amina bebas ini bertindak balas dengan air dalam larutan mandian untuk membentuk ion ammonium dan ion hidroksida, menyebabkan pH larutan mandian meningkat. Lebih penting lagi, ion karboksilat (anion bercas negatif) yang secara semula jadi terdapat dalam resin 'ditinggalkan' dalam larutan mandian semasa proses pemendapan.

4.Mengekalkan keseimbangan: Jika dibiarkan tidak terkawal, anion asid bercas negatif (seperti anion asid asetik, anion formate, dll.) dalam larutan mandian akan terus berkumpul, menyebabkan:
Peningkatan abnormal dalam kekonduksian: Mempengaruhi ketelusan dan kualiti salutan.
keseimbangan pH: Mempengaruhi kestabilan dan keterlarutan zarah resin.
Penurunan prestasi salutan: Berpotensi menyebabkan masalah seperti lubang jarum, kekasaran, dan aliran yang buruk.
Kehancuran kestabilan mandian: Dalam kes yang teruk, ini boleh menyebabkan pemendakan dan enapan resin.

Sistem anod elektroforesis tipikal terutamanya terdiri daripada komponen-komponen berikut:

1. Anod:
1.1 Bahan: Biasanya diperbuat daripada bahan lengai yang tahan kakisan dan sangat konduktif seperti keluli tahan karat (316L adalah biasa) atau titanium (lebih tahan kakisan, jangka hayat lebih panjang, tetapi kos lebih tinggi). Anod titanium kadangkala disalut dengan lapisan oksida logam berharga (seperti iridium-tantalum oksida) untuk meningkatkan kekonduksian dan ketahanan lagi.
1.2 Bentuk: Jenis biasa termasuk anod berbentuk plat dan anod berbentuk tiub (atau kotak). Anod berbentuk tiub/kotak lebih kerap digunakan kerana ia boleh memuatkan larutan anod di dalamnya.
1.3 Fungsi: Disambung secara langsung ke terminal positif (+) sumber kuasa, bertindak sebagai sebahagian daripada litar arus, di mana tindak balas pengoksidaan berlaku pada permukaan anod.

2. Sel Anod/Kamar Anod:
2.1 Struktur: Ini adalah kompartmen yang mengelilingi anod, biasanya diperbuat daripada bahan penebat yang tahan bahan kimia seperti PVC atau PP. Anod sepenuhnya dikurung di dalam penutup ini.
Komponen Utama: Komponen utama penutup anod adalah membran lut udara pilihan ion (Ion-Selective Membrane).
2.2 Bahan: Biasanya membran penukar kation.
2.3 Fungsi: Membran ini membenarkan ion bercas positif (seperti H⁺ dan ion ammonium NH₄⁺) untuk melaluinya sambil menghalang ion bercas negatif (seperti zarah resin cat, zarah pigmen, dan ion asetat CH₃COO⁻) serta molekul yang lebih besar. Ini memastikan hanya kation yang memerlukan penentralan sahaja yang memasuki ruang anod untuk menyertai tindak balas, sambil melindungi anod daripada pencemaran cat dan mencegah pemendapan cat pada anod.
2.4 Cecair Dalaman: Penutup anod diisi dengan elektrolit anod (biasanya hasil tembusan ultra turasan UF Permeate atau air terionkan, kadangkala dengan sedikit asid ditambah untuk mengekalkan kekonduksian). Ini diasingkan secara fizikal daripada larutan tangki luaran.

Sistem anod elektroforesis

1. Komponen

Termasuk pam peredaran, paip, meter aliran, tangki simpanan (jika berkaitan), meter kekonduksian, meter pH (jika berkaitan), dan penukar haba (jika kawalan suhu diperlukan).

2. Fungsi

2.1 Peredaran
Secara berterusan memam anolyte ke dalam rumah anod, mengalir merentasi permukaan anod, dan mengedar semula ia kembali ke sistem.

2.2 Kekonduksian
Menyediakan medium konduktif untuk memastikan arus elektrik boleh melalui anolyte ke anod.

2.3 Penyingkiran Produk Tindak Balas
Menyingkirkan asid dan gas (terutamanya oksigen) yang terhasil pada permukaan anod dari ruang anod.

2.4 Kawalan Kepekatan
Memantau kekonduksian larutan anod (yang mencerminkan kepekatan asid). Apabila kekonduksian terlalu tinggi, sebahagian larutan berasid tinggi dibuang dan digantikan dengan cecair penapis ultra segar atau air deionisasi untuk mengekalkan kepekatan dan kekonduksian yang sesuai.

3. Sambungan Kuasa

3.1 Sambungkan terminal positif (+) bekalan kuasa AT ke setiap anod melalui palang bas atau kabel.
3.2 Pastikan semua sambungan elektrik adalah ketat, konduktif, dan ditebat dengan betul.

4. Sistem Kawalan Konduktiviti / Kepekatan

4.1 Pemantauan masa nyata konduktiviti larutan anod menggunakan sensor konduktiviti dalam talian.
4.2 Mengawal secara automatik saliran dan pengisian semula berdasarkan had konduktiviti yang telah ditetapkan untuk mengekalkan operasi sistem yang stabil.

5. Peranti Keselamatan dan Perlindungan

5.1 Perlindungan Pembumian: Memastikan keselamatan keseluruhan sistem.
5.2 Perlindungan Kebocoran: Mencegah bahaya elektrik.
5.3 Kawalan Paras Cecair: Mencegah pembakaran kering pada penutup anod dan melindungi membran serta anod.
5.4 Pemantauan Aliran & Amaran: Memastikan peredaran normal dan pengesanan kegagalan yang tepat pada masanya.

Sistem anod elektroforesis

Sistem anod elektroforesis digunakan secara meluas dalam industri yang menggunakan proses salutan elektroforesis katodik, terutamanya dalam bidang-bidang berikut:

1. Industri automotif: Badan kenderaan, rangka, dan lapisan dasar untuk komponen.

2. Industri perkakasan rumah: Peti sejuk, mesin basuh, pendingin hawa, dan pelindung lain.

3.Bahan perkakasan dan bahan bangunan: Profil aluminium, perabot keluli, fiting pintu dan tingkap, dll.

4.Mesin pertanian dan pembinaan