电泳基本原理

电泳设备基本原理

阴极电泳涂料所含的树脂带有碱性基团，经酸中和后成盐而溶于水。通直流电后，酸根负离子向阳极移动，树脂离子及其包裹的颜料粒子带正电荷向阴极移动，并堆积在阴极上，这便是电泳涂装的基本原理（俗称镀漆）。电泳涂装是一个很杂乱的电化学反响，一般以为至少有电解、电泳、电堆积、电渗这四种效果一起发作。

1、 电解

任何一种导电液体在通电时发作分化的现象，如水的电解 能分化成H2和O2。

2、 电泳

在导电介质中，带电荷的胶体粒子在电场的效果下向相反电极移动的现象，如阴极电泳中带正电荷的胶体粒子（R3N H）夹藏和吸附颜料粒子由电泳进程移向阴极。

3、电堆积

漆粒子在电极上的堆积现象。电堆积的第一步是H2O的电化学分化，这一反响至使在阴极外表区发作高碱性（OH）界面层，当阳离子（树脂和颜料）与OH反响变成不溶性时，就发作涂膜的堆积。

4、电渗

刚堆积到被涂物外表的涂膜是半浸透的膜，在电场的继续效果下，涂膜内部所含的水分从涂膜中渗分出来移向槽液，使涂膜脱水，这种现象称电渗。电渗使亲水的涂膜变为涂膜，脱水而使涂膜细密化。

制造进程

它包含四个进程：

1 ）电解（分化） 在阴极反响开始为电解反响，生成氢气及氢氧根离子 OH ，此反响构成阴极面构成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根效果成为不溶于水的物质，涂膜堆积，方程式为：H2O→OH+H

2 ）电泳动（泳动、搬迁）阳离子树脂及 H+ 在电场效果下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动进程。

3 ）电堆积（分出） 在被涂工件外表，阳离子树脂与阴极外表碱性效果，中和而分出不堆积物，堆积于被涂工件上。

4 ）电渗（脱水） 涂料固体与工件外表上的涂膜为半透明性的，具有大都毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场效果下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件外表，而完结整个电泳进程。

工艺特色

电泳外表处理工艺的特色： 电泳漆膜具有涂层饱满、均匀、平坦、润滑的长处，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击功能、浸透功能显着优于其它涂装工艺。

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mm，近年来新研制的电泳槽，胶面更小、更薄，以节省试剂和缩短电泳时间。制胶时在凝胶溶液中放一个塑料梳子，在胶聚合后移去，形成上样品的凹槽。水平式电泳，凝胶铺在水平的玻璃或塑料板上，用一薄层湿滤纸连接凝胶和电泳缓冲液，或将凝胶直接浸入缓冲液中。由于pH值的改变会引起带电分子电荷的改变，进而影响其电泳迁移的速度，所以电泳过程应在适当的缓冲液中进行的，缓冲液可以保持待分离物的带电性质的稳定。E

=V/L为了更好的了解带电分子在电泳过程中是如何被分离的，下面简单介绍一下电泳的基本原理。在两个平行电极上加一定的电压（V），就会在电极中间产生电场强度（E），上式中L是电极间距离。在稀溶液中，电场对带电分子的作用力（F），等于所带净电荷与电场强度的乘积：F=q*E上式中q是带电分子的净电荷，E是电场强度。这个作用力使得带电分子向其电荷相反的电极方向移动。在移动过程中，分子会受到介质粘滞力的阻碍。粘滞力（F’）的大小与分子大小、形状、电泳介质孔径大小以及缓冲液粘度等有关，并与带电分子的移动速度成正比，对于球状分子，F’的大小服从Stokes定律，即：F’=6πrηυ式中r是球状分子的半径，η是缓冲液粘度，υ是电泳速度(υ= d / t，单位时间粒子运动的距离，cm / s )。当带电分子匀速移动时：F =

第 1 页 共 1 页 F’，∴qE =6πrηυ电泳迁移率（m）是指在单位电场强度（1V/cm）时带电分子的迁移速度：所以：

v/E=Q/6πrη这就是迁移率公式，由上式可以看出，迁移率与带电分子所带净电荷成正比，与分子的大小和缓冲液的粘度成反比。用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量时，实际使用的是相对迁移率mR。即：上式中：d－带电粒子泳动的距离，t－电泳的时间，V－电压，L－两电极交界面之间的距离，即凝胶的有效长度。因此，相对迁移率mR就是两种带电粒子在凝胶中泳动迁移的距离之比。

电泳的基本原理

电泳是指带电颗粒在电场的作用下发生迁移的过程。许多重要

的生物分子，如氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等都具

有可电离基团，它们在某个特定的pH值下可以带正电或负电，

在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷极性相反

的电极方向移动。电泳技术就是利用在电场的作用下，由于待

分离样品中各种分子带电性质以及分子本身大小、形状等性质

的差异，使带电分子产生不同的迁移速度，从而对样品进行分

离、鉴定或提纯的技术。

电泳过程必须在一种支持介质中进行。Tiselius等在1937年进

行的自由界面电泳没有固定支持介质，所以扩散和对流都比较

强，影响分离效果。于是出现了固定支持介质的电泳，样品在

固定的介质中进行电泳过程，减少了扩散和对流等干扰作用。

最初的支持介质是滤纸和醋酸纤维素膜，目前这些介质在实验

室已经应用得较少。在很长一段时间里，小分子物质如氨基酸、

多肽、糖等通常用滤纸或纤维素、硅胶薄层平板为介质的电泳

进行分离、分析，但目前则一般使用更灵敏的技术如HPLC等来

进行分析。这些介质适合于分离小分子物质，操作简单、方便。

但对于复杂的生物大分子则分离效果较差。凝胶作为支持介质

的引入大大促进了电泳技术的发展，使电泳技术成为分析蛋白

质、核酸等生物大分子的重要手段之一。最初使用的凝胶是淀

粉凝胶，但目前使用得最多的是琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝

胶。蛋白质电泳主要使用聚丙烯酰胺凝胶。

电泳装置主要包括两个部分：电源和电泳槽。电源提供直流电，

在电泳槽中产生电场，驱动带电分子的迁移。电泳槽可以分为

水平式和垂直式两类。垂直板式电泳是较为常见的一种，常用

于聚丙烯酰胺凝胶电泳中蛋白质的分离。电泳槽中间是夹在一

起的两块玻璃板，玻璃板两边由塑料条隔开，在玻璃平板中间制备电泳凝胶，凝胶的大小通常是12cm ´ 14 cm，厚度为1mm～

2 mm，近年来新研制的电泳槽，胶面更小、更薄，以节省试剂

和缩短电泳时间。制胶时在凝胶溶液中放一个塑料梳子，在胶

电泳涂装基本原理

所谓电泳涂装，是将被涂物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。

电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆通常又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才能使用。

电泳涂装一般包括四个同时进行的过程：

1、电泳：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。

2、电解：电极上分别进行着氧化还原反应，反而在电极上形成氧化与还原现象。

3、电沉积：由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出电子，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。

4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通不过去，含水率极低，电阻相当高的致密漆膜。

5、铁红环氧电泳漆为例：该电泳漆系改性环氧树脂，丁醇，乙醇胺，滑石粉，铁红的物质组成，电泳漆与蒸馏水混合后，在直流电场的作用下，即分离成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，并进行一系列复杂的物理化学胶体化学，电化学变化过程。

电泳涂装的方法及技巧

（1）一般金属表面的电泳涂装，其工艺流程为： 预清理→上线→除油→水洗→除锈→水洗→中和→水洗→磷化→水洗→钝化→电泳涂装→槽上清洗→超滤水洗→烘干→下线。

（2）被涂物的底材及前处理对电泳涂膜有极大影响。铸件一般采用喷砂或喷丸进行除锈，用棉纱清除工件表面的浮尘，用80#～120#砂纸清除表面残留的钢丸等杂物。钢铁表面采用除油和除锈处理，对表面要求过高时，进行磷化和钝化表面处理。黑色金属工件在阳极电泳前必须进行磷化处理，否则漆膜的耐腐蚀性能较差。磷化处理时，一般选用锌盐磷化膜，厚度约1～2μm，要求磷化膜结晶细而均匀。

（3）在过滤系统中，一般采用一级过滤，过滤器为网袋式结构，孔径为25～75μm。电泳涂料通过立式泵输送到过滤器进行过滤。从综合更换周期和漆膜质量等因素考虑，孔径50μm的过滤袋最佳，它不但能满足漆膜的质量要求，而且解决了过滤袋的堵塞问题。