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Diaphragma filr elektrolytische Zwecke.
Die im nachfolgenden, beschriebenen Diaphragmen bestehen aus einer Grundmasse von Asbest- gewebe, Asbestpappe, Abestpapier, Glasfliess od. dgl. m. und einer daran haftenden oder darin ein- gebetteten Ma'se aus solchen Stoffen, welche chlor-und alkalibeständig sind und keine Verbindungen solcher Metalle enthalten, welche sich bei der wässrigen Elektrolyse in metallischer Form abscheiden lassen. Letztere können nämlich, wie durch Versuche festgestellt wurde, leicht zur Ausbildung von Metallfäden, Metalladern usw. Veranlassung geben, welche das Diaphragma mit der Zeit durchsetzen, sie sind auch kaum völlig beständig gegen Chlor usw.
Beständige und für den angestrebten Zweck geeignete Massen stellt man auf Grund ausgedehnter
Versuche vorteilhafterweise aus mehreren Komponenten zusammen, z. B. einem nichtleitenden Stoff in feinpulveriger Form, welcher hohe chemische Widerstandskraft besitzt, wie Bariumsulfat, Fluorkalzium,
Kieselgur, Specksteinpulver, Talcum und einem entsprechenden Bindemittel. In manchen Fällen empfiehlt es sich, noch einen Füllstoff zuzusetzen, welcher nicht unangreifbar ist, z. B. Asbestpulver, Quarzpulver, eventuell auch einen Stoff, welcher die Porosität erhöht, etwa feingepulvertes Kochsalz.
Am meisten Schwierigkeit bildete die Ermittlung eines geeigneten Bindemittels, welches den Zusammenhalt und das Anhaften der Masse dauernd und zuverlässig bewirkt, ohne zu erhärten oder abzubinden und ohne die als schädlich angeführten Metallverbindungen zu enthalten. Als geeignet erwiesen sich in erster Linie gallertartiges Fluorkalzium, in zweiter Linie kolloidale Kieselsäure oder klebrige Salzlösungen von Magnesiumazetat (das dann durch Behandlung mit löslichen Silikaten in Magnesiumsilikate übergeführt werden kann) bzw. Wasserglaslösung, welche durch nachfolgende Behandlung mit Magnesiumsalzlösung kolloidale Magnesiumsilikate bildet, endlich Titanoxalat-oder Aluminium- formiatlösungen, welche entsprechend weiterbehandelt werden können.
Beispielsweise erhält man eine gute Masse, wenn man 11 Fluorkahumlosung vom spezifischen Gewichte 1-45-1-48 mit der äquivalenten Menge Chlorkalziumlösung vom spezifischen Gewichte 1-33 bis 1'4 zusammenbringt (will man später Kochsalzpulver zufügen, so empfiehlt es sich die genannten Lösungen vor dem Zusammenbringen mit Kochsalz zu sättigen) und die dabei erhaltene Fluorkalzium-
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vermengt (lässt man das Asbestpulver aus, so ist mehr Fluorkalziumpulver anzuwenden). Diese Masse wird in die Poren eines Asbestgewebes od. dgl. durch geeignete Manipulationen eingedrückt, eingebettet, einfiltriert od. dgl. m. oder aber mittels Anstrich, oder durch Walzen in einer oder in mehreren dünnen Lagen auf die Asbestunterlage aufgetragen. Es kann auch das Bindemittel allein, dann das Pulvergemisch oder umgekehrt aufgetragen werden.
Während die Teile, welche in die Poren der Trägersubstanz (Asbestgewebe) eingeführt sind,
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Um das Anhaften zu unterstützen, ist es bei der Zusammensetzung der Masse, insbesondere aber bei der Wahl des Bindemittels wichtig, solche Stoffe zu verwenden, welche im elektrischen Stromgefälle zur
Kathode wandern, "kathodische Konvektion" besitzen, weil dann das Anhaften während der Elektrolyse
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stark zusammengepresst zu werden. Es bildet nun ein glückliches Moment, dass Fluorkalzium tatsächlich in Alkalichloridlösungen schwache kathodische Konvektion aufweist. während umgekehrt Asbestpulver,
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Federweiss usw. zur Anode wandeln.
Durch Mischung dieser Komponenten kann man also den Grad, mit welchem die Masse infolge elektrischer Überführung bei der Elektrolyse an die Grundsubstanz (Asbestgewebe) angedrÜckt wird, regeln. Von Vorteil für das Anhaften des Füllmaterials in den Poren ist es, dass die Pulvermasse entgegengesetzte Ladung annimmt, wie die Grundsubstanz, was ja aus der entgegengesetzten Wanderungsrichtung im Stromgefälle hervorgeht.
An und für sich ist es nicht neu, Asbestgewebe od. dgl. m. in Verbindung mit porösen Mitteln für Diaphragmazwecke zu verwenden, aber diese Mittel wurden bisher entweder lose aufgelagert (vgl. z. B. D. R. P. 80454, Riekmann ; Brit. Pat. 20889 ex 1903, Kellner ; D. R. P. 191234 ; Österr. Pat. 38167.
Billiter) oder auf elektroendosmotisehem Wege (z. B. Magnesiumverbindungen u. dgl. m. gemäss D. R. P. 64071) oder durch Druck, Brennen oder andere äussere Hilfsmittel erhärtet bzw. mit der Unterlage verbunden (z. B. D. R. P. 76704 Riguelle) oder es wurden zur Herstellung festhaftender Überzüge zwar Kolloide, aber solche von Schwermetallverbindungen (z. B. Eisenhydroxyd Amer. Pat. 855221 Baekeland) herangezogen usw. Neu ist die Verwendung der hier genannten Klasse von Verbindungen bzw. Kolloiden (z. B. Fluorkalzium) in an die Trägersubstanz anhaftender Form.
Die hier beschriebenen Diaphragmen können auf der Anodenseite noch durch eine Lage von Glasfliess od. dgl. geschützt werden, statt Asbestgewebe kann ein Glasgeflecht oder eine poröse Platte aus gefrittetem oder gesintertem Glaspulver als Träger oder als Schirm dienen u. dgl. m.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Diaphragma für elektrolytische Zwecke, bestehend aus einer Grundsubstanz (z. B. Asbestgewebe) und einem Füllmaterial, welches keine Stoffe enthält, die bei der wässrigen Elektrolyse kathodisch Metall abscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass ein nicht erhärtendes bzw. nicht abbindendes, auf die Grundsubstanz aufgetragenes Füllmaterial durch Zuhilfenahme eines Bindemittels oberflächlich mit der Grundsubstanz derart verbunden ist, dass es an dieser fest anhaftet, wobei gegebenenfalls ausserdem ein Teil des Füllmaterials in die Poren der Grundsubstanz eingebracht ist.