DD209855A5 - Verbinden einer kationen-austauschermembran - Google Patents

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DD209855A5
DD209855A5 DD83251250A DD25125083A DD209855A5 DD 209855 A5 DD209855 A5 DD 209855A5 DD 83251250 A DD83251250 A DD 83251250A DD 25125083 A DD25125083 A DD 25125083A DD 209855 A5 DD209855 A5 DD 209855A5
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exchange membrane
fluorine
film
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Isao Kumagai
Makoto Kataoka
Yuji Kinoshita
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Chlorine Eng Corp Ltd
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulfonsaeuregruppen an einer Seite, Perfluorsulfonsaeuregruppen an der anderen Seite und einem hierin eingebetteten Verstaerkungsnetzmaterial mit einer Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise eine starke Bindungswirkung zwischen den genannten Materialien erreicht wird. Erfindungsgemaess wird in der Weise verfahren, dass man ein Verbindungsstueck, umfassend eine Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsaeuretyp und der Kante bzw. dem Rand der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz derart in Kontakt bringt, dass zumindest ein Teil des Verbindungsstuecks von der Perfluorsulfonsaeuregruppenseite der Kationen-Austauschermembran und der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz ueberlappt wird und das Verbindungsstueck derart erhitzt, dass der ueberlappte Teil an die Kationen-Austauschermembran und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz gebunden wird.

Description

4P G25C/251 250/6 62 537 13 29.11.83
Verfahren zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Verbinden einer Kationen-Austau schermembran und insbesondere das Verbinden einer Kationen Austaus cheme&br an und einer IPluor-enthaltenden Harafolie, die in eine Ghloralkali-Slektrolysevorrichtung eingebaut «erden soll«
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Sine Eluor-enthaltende Kationen-Austauschermembran seigt eine überlegene chemische Beständigkeit und mechanische festigkeit bei ihrer Verwendung als Diaphragma bei der Herstellung von Natriumhydroxid und Chlor bei der Elektrolyse einer Salzlösung nach dea Ionenaustauschermembran-Verfahren. Dies trifft insbesondere für die PaIIe einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp mit Sulfongruppen als maßgebender Kationen-Austauschergruppe zu« Die Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp besitzt eine niedrige elektrolytische Spannung und führt su einer Permeation von aus der Kathodenkammer in die Anodenkammer diffundierten Hydroxidionen· Diese gegenläufige Wanderung von Hydroxidionen führt zu einer unvorteilhaft niedrigen Strcmausbeute. Um die Stromausbeute zu erhöhen, wurden durch Lösung dieses schwachen Punktes un·* sur Verbesserung der physikalischen Festigkeit und demzufolge der Dimensionsstabilität Kationen-Austauschermembranen empfohlen, bei denen eine'Ionen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp an die Kathodanseite der Membran angefügt ist, oder die Kathodenseite der Membran durch chemische
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Behandlung in den Perfluorcarbonsäuretyp übergeführt ist. 3ine übliche Praxis zur Eraöhung der festigkeit einer Sationen-Austauschermembran besteht darin, ein Verstärkungsmaterial in Hetzform, wie ein Teflonnetz zvjischen die zwei Schichten der K at ionenaustauschermembran oder innerhalb der Kat ionenaustauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp einzufügen. Obgleich die Leistungsfähigkeit dieser Kationen-Austauschermembran bei der Elektrolyse einer Salzlösung ausgezeichnet ist, ist die Membran sehr kostspielig. Seitens der Fachwelt besteht daher ein Bedürfnis für eine wirtschaftlichere Lösung.
3s wurde eine wie in Fig. 1 gezeigte Anordnung empfohlen, bei der die Kationen-Austauschermembran zu einem Beutel A geformt ist. Die Anode B liegt im Inneren des Beutels A· Die Kathode (nicht gezeigt) befindet sich außerhalb des Beutels (JP-OS Nr. 53-95899 und 53-106679). Bei dieser Anordnung besteht jedoch der wirksame Bereich der Kationen-Austauschermembran lediglich aus dem von der Anode und der Kathode freigelassenen Teil. Die anderen verbliebenen Teile stellen keinen zu der Slektrolyse beitragenden 3ereich dar.
Aus diesem Grund wurde zur Herabsetzung der Membrankosten in Diskussionen empfohlen, da£ lediglich der Teil C, der zwischen der Anode und der Kathode wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, verblieben ist, als Kationeaaustauschermenbran hergestellt wird und die anderen Teile D aus einem relativ preiswerten und in hohem Ausmaß chemisch beständigen Fluor-enthaltenden Harz hergestellt werden.
Man fand jedoch keine wirksamen Mittel, um die Kationen-Austauschermembran und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz direkt zu verbinden, um ein 3eutelelement zu bilden, das aus einer Kationen-Austauschermembran und einer Folie aus dem
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29И1.ВЗ
Fluor-enthaltenden Нага besteht. Somit war in der Praxis die Bildung eines Beutelelements wie in Fig. 2 oder in Fig. 3 gezeigt, unmöglich.
Weitere Überlegungen betrafen die Herstellung von Beutelelementen aus doppeltem Material· Vor dem Sinbau in eine Chloralkali-Slektrolysevorrichtung kann eine flache Folie einer derartigen Kationen-Austauschermembran zu beuteln geformt wer-•den oder es können Filme hieraus mit kleinen Flächen zu einer Folie mit einer spezifizierten Fläche kombiniert werden und zusätzlich sollen beschädigte Membranen durch Verbinden reparierbar sein.
Um z-jvei partiell sich überlappende Ionen-Austauschermembranen an dem überlappenden Teil der Warmbindung zu verbinden, ist es erforderlich, da3 die SuIfonsäureseiten S bzw. die Carbonsäur es eiten F derart verbunden werden, da3 sie eine identische Sichtung -sie in Fig. 4 gezeigt, aufweisen und eine Sulfonsäureseite E und eine Garbonsäureseite F der benachbarten Kationen-Austauschermembranen G müssen miteinander in Kontakt stehen·
Jedoch können, selost wenn Wärme zusammen mit Druck in der wie in Fig. A- gezeigten Anordnung angewandt wird, nicht beide Kationen-Austauschermembranen G aufgrund der geringen Affinität zwischen der Garbonsäure und der Sulfonsäure verbunden werden, oder wenn sie verbunden werden, wird die erreichbares Zugfestigkeit außerordentlich niedrig sein. Im Gegensatz hierzu besitzt die SuIfonsäuregruppe gegenüber der SuIfonsäuresruppe eine relativ starke Affinität und man kann eine verbundene Membran mit zufriedenstellender Festigkeit aus partiell überlappten Kationen-Austauschermembranen vom SuIfonsäuretyp erhalten.
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Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise eine starke Bindungswirkung zwischen Perfluorsulfonsäuregruppen an einer Seite und Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite erreicht wird·
Darlegung des Lesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die starke Bindungswirkung durch Verbindungsstücke zu erreichen, die eine Kationen-Austauschemembran von Perfluorsulfonsäuretyp umfassen und von der Affinität gleicher SuIfonsäuregruppen Gebrauch zu machen.
Die vorstehend erörterten Probleme und Nachteile können wirksam durch die Praxis der Erfindung überwunden werden. Srfindungsgemäß werden eine Kationen-Austauschermembran und eine Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz mit zufriedenstellender Bindefestigkeit durch Warmbindung einer Kationen-Austauscher-
membran vom Perfluorsulfonsäuretyp im Kontakt mit dan Kanten beider Materialien verbunden.
Somit findet erfindungsgemäß ein Verbinden einer Kationen-Austauschermembran und einer Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz statt, bei dem eine Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulfonsäuregruppen an der einen Seite, Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite und einem eingebetteten Verstärkungsmaterial in Netzform und eine Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz verbunden werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein die Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp umfassendes Verbindungsstück sich im Kontakt befindet mit der Kante der Kationen-Austauschermembran und der Kante der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz, derart, daß zumindest ein Teil des Verbindungsstückes von der Perfluorsulfonsäuregruppen-Seite der Kationen-Austauschermembran und der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz überlappt wird und der überlappte Teil einer Warmbindung unterzogen wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird unter Anwendung der Tatsache, daß zwei Kationen-Austauschermembranen vom Perfluorsulfonsäuretyp miteinander mit ausreichender Zugfestigkeit durch Warmbindung verbunden werden können, die Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulfonsäuregruppen an der einen Seite und Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite und einem eingebetteten Verstärkungsnetz unter Verwendung der Kationen-Austauschermembran vom SuIfonsäuretyp verbunden. Dieser Aspekt der Erfindung betrifft nämlich die Verbindung von zwei Seitenenden der Kationen-Austauschermembran durch Warmbindung, bei der die Enden der Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulfonsäuregruppen an einer Seite und Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite und einem eingebetteten Verstärkungsmaterial eingepaßt sind und die Verbindungsstücke, die die Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulf onsäuretyp umfessen, auf beide Seiten des eingepaßten Teils aufgebracht werden.
230EL1983*138902
• · • ·
Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulfonsäuregruppen an einer Seite, Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite und einem hierin eingebetteten Verstärkungs-Netzmaterial mit einer Folie bzw. einer Platte oder einem Blatt aus einem Fluor-enthaltenden Harz, bei dem ein Verbindungsstück, das eine Kationen-Austauschermerobran vom Perf luorsulf onsäuretyp umfaßt/ im Kontakt mit der Kante der Kationen-Austauschermembran und der Kante der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz derart positioniert bzw. angeordnet wird, daß zumindest ein Teil des Verbindungsstückes von der Perfluorsulfonsäuregruppen-Seite der Kationen-Austauschermembran und der Folie aus dem Fluorenthaltenden Harz überlappt wird und das Verbindungsstück derart erhitzt wird, daß eine Warmbindung des überlappten Teils an die Kationen-Austauschermembran und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz erfolgt. Die Erhitzungsstufe umfaßt das Erhitzen des Verbindungsstückes auf eine Temperatur im Bereich von 2000C bis 3500C unter einem Flächendruck von 5 bis 50 kg/cm2 während 5 bis 120 Sekunden.
Eine, Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran mit Perfluorsulf cnsäuregruppen an einer Seite, Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite und einem hierin eingebetteten Verstärkungs-Netzmaterial, bei dem man die End-Kanten einer Vielzahl von Kationen-Austauschermembranen angrenzen läßt, Verbindungsstücke an gegenüberliegenden Seiten der Membranen derart anordnet, daß die anstoßenden End-Kanten überlagert werden und die Verbindungsstücke derart erhitzt, daß eine Warmbindung der Verbindungsstücke an die Kationen-Austauschermembranen erfolgt.
Die verschiedenen neuartigen Merkmale, die die Erfindung kennzeichnen, werden im einzelnen in den Patentansprüchen wiedergegeben. Zum besseren Verständnis der Erfindung, ihrer Verfahrensvorteile und der durch ihre Anwendung erreichten speziellen Ziele wird auf die Zeichnungen und die Beschreibung
oonn
Bezug genommen, worin die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht werden.
In den beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden, bezeichnen die Bezugsziffern durchwegs ähnliche oder entsprechende Teile.
Figur 1 ist eine teilweise freigelegte schematische Darstellung, die eine in Form eines Beutels ausgebildete Kationen-Austauschermembran und einen eingebauten Elektrolyser darstellt.
Figur 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Beutelelements gemäß einer ersten Ausführung. Figur 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Beutelelements gemäß einer zweiten Ausführung. Figur 4 stellt eine Schnitt-Ansicht einer in herkömmlicher Weise verbundenen Kationen-Austauschermembran dar. Die Figuren 5 und б sind Schnitt-Ansichten einer Kationen-Aus tau sehe rmemb ran und einer Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz, die erfindungsgemäß verbunden sind und Figur 7 stellt eine Schnitt-Ansicht von zwei erfindungsgemäß verbundenen Kationen-Austauschermembranen dar.
.Insbesondere unter Bezugnahme auf Figur 5 und Figur 6 werden eine unter Verwendung einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfcnsäuretyp verbundene Kationen-Austauschemembran und Folie aus Fluor-enthaltendem Harz .gezeigt.
Die Kationen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp 1 ist in Form einer quadratischen Folie ausgebildet. Eine Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp 2 mit der gleichen Form wie die Membran 1, worin ein Verstärkungsnetz 3, das ein Fluor-enthaltendes Harz enthält, eingebettet ist, ist auch vorgesehen. Die Kationen-Austauschermembran 4 besteht aus diesen drei Bestandteilen.
Ein Verbindungsstück 5 umfaßt eine Kationen-Austauschermembran
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vom Perfluorsulfonsäuretvp und die Bezugszahl β ist eine Folie aus einem Fluor enthaltenden Harz, hergestellt durch Polymerisation von ein oder mehreren Arten von Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen bzw. Hexafluorpropyren oder Vinylidenfluorid oder dergleichen.
In Figur 5 befindet sich das Verbindungsstück 5 mit der Kante an der Sulfonsäuregruppenseite am unteren Teil der Kationen-Austauschermembran 4 und mit diesem Verbindungsstück 5 befindet sich die Folie aus dem Fluor-enthaltenden
:-..- .-jfsst- .r
Harz β in Kontakt. Durch Warmbindung dieses Kontaktteils werden die Kationen-Austauschermembran 4 und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz 6 verbunden.
In Figur 6 läßt man die Kante der Kationen-Austauschermembran und die Kante der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz 6 aneinander anstoßen und der Träger der aneinandergrenzenden Teile, nämlich das Verbindungsstück steht mit der Sulfonsäuregruppenseite der Kationen-Austauschermembran 4 in Kontakt. Durch Warmbindung dieser sich im Kontakt befindlichen Teile werden die Kationen^Austauschermembran 4 und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz б wechselseitig gebunden. Eine alternative Methode besteht darin, die Verbindungsstücke mit der Membran nicht nur von der Rückseite bzw. Unterseite aus, sondern auch sowohl von der Vorderseite als auch von der Rückseite der Membran, wie in Figur 7 gezeigt, in Kontakt zu bringen. In Figur 7 sind die Verbindungsstücke 5, die die Kationen-Austauschermembran vom Ferfluorsulfonsäuretyp umfassen und an beiden Seiten eines Paares von Kationen-Austauschermembranen angeordnet sind, die Membranen 4 derart angeordnet bzw. eingepaßt, daß die Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp 2 und die Kationen-Austauschermembranen vom Perfluorcarbonsäuretyp 1 jeweils in der gleichen Richtung zulaufen und durch Erhitzen verbunden werden.
Bei der Anordnung von Figur б werden die Kationen-Austauschermembran 4 und das Verbindungsstück 5 fest durch die Affinität
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der SuIfonsäuregruppen der Kationen-Austauschermembran 4 und der SuIfonsäuregruppen des Verbindungsstücks 5 verbunden und es wird somit eine zufriedenstellende Zugfestigkeit erreicht. Zusätzlich verhindert das in die Kationen-Austauschermembran eingebettete Verstärkungsnetz 3 eine Deformation der Kationen-Austauschermembran oder einen Festigkeitsverlust, indem es innerhalb seines Gitters das Harz der Kationen-Austauschermembran 4, das schmilzt und durchsickert, einschließt.
Bei der Anordnung von Figur 7 sind die Sulfonsäuregruppen des unteren Verbindungsstückes 5 mit den Sulfonsäuregruppen der Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäure£yp 2 der Kationen-Austauschermembran 4 durch die starke Affinität verbunden, die direkt zu der Bindung der beiden Kationen-Austauschermembranen 4,4 beiträgt. Während das obere Verbindungsstück 5 und die Kationen-Austauschermembran 4 durch eine relativ schwache Kraft gebunden werden, trägt die Anordnung dazu bei, die Zugfestigkeit zu erhöhen und, obgleich 'er nicht direkt zu der Bindung der beiden Kationen-Austauschermembranen 4,4 beiträgt, schützt der kontaktierende Teil sowohl durch festes Einschichten des Kontaktteils als auch durch Erleichterung der Bindungsarbeit. Zusätzlich verhindert das in die Kationen-Austauschermembran 4 eingebettete Verstärkungsnetz 3 eine Deformation oder einen Festigkeitsverlust der Kationen-Austauschermembran durch Einschluß innerhalb seines Gitters.
In Figur 5 und Figur б wird die Kationen-Austauschermembran durch Kombination einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulf onsäuretyp mit einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp hergestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige zusammengesetzte Membran beschränkt, sondern ist auch anwendbar auf eine Kationen-Austauschermembran, die hergestellt wird, indem man eine Seite einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp durch chemische Behandlung in einen Perfluorsuifonsäuretyp überführt oder die nach einem umgekehrten Verfahren bzw. Umkehrverfahren hergestellt, wird. Zusätzlich kann ein Verstärkungsnetz in das Verbindungsstück eingebettet
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sein, um die Festigkeit des Verbindungsteils zu erhöben·
Das Verbinden erfolgt vorzugsweise bei 200 bis 350 0G bei
ρ einem Flächendruck von 5 bis 50 kg/cm während 5 bis 120 sei. Werden beim Verbinden diese oberen Verfahrensgrenzen überschritten, verschlechtert sich die Membran und werden die unteren Grenzen überschritten, isird keine zufriedenstellende Bindung erzielt. Beide Fälle sind nicht wünschenswert.
Die Srfindung ermöglicht es, daß die kostspielige Eationen-Äustauschermembran und die relativ preiswerte Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz auf einfache V/eise verbunden werden und eröffnet einen wirtschaftlichen Weg für die Bildung spezifizierter Formen, wobei lediglich die notwendigen Teile mit der Kationen-Austauschermembran und die anderen Teile mit der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz hergestellt werden.
Ausführungsbeispiel
Die Srfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert·
Beispiel Λ
Zwischen den Hand einer Naf ion ^ ^901 Folie von Du Pont, die eine zusammengesetzte Membran aus einer Kationen-Austauschermembranfolie vom Perfluorcarbonsäuretyp und einer Sationen-Austauschermeinbranfolie vom Perfluorsulfonsäuretyp mit einem hierin eingebetteten Verstärkungsnetz umfaßt und der Peripherie des Öffnungsteils einer Folie aus einem Fluorenthaltenden Harz, umfassend ein Gopolymeres von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen (FZP) bzw. Hexafluorpropylen
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mit einer Öffnung am oberen Teil und quadratischen Öffnungen an beiden Seiten wird ein Verbindungsstück, das eine Kationen-Austauschermembran vom. Perfluorsulfonsäuretyp umfaßt, Sandwich-artig eingebracht. Das Verbindungsstück -wird bei einem ]?lächendruck von 13 kg/cm , 260 0G, angewandt auf die Hafion ^#901 Seite, 310 0C, angewandt auf die JSP-Seite, während 35 Sekunden einer Warmbindung unterzogen· Die Zugfestigkeit je Breiteneinheit betrug 4,0 kg/cm-Breite·
Dieses Element in Beutelform wurde einem Chloralkali-Elektrolyser derart eingebaut, da3 der Beutel das Anodenelement ein-
- 10 -
schloß und während eines Jahres bei einer Zellentemperatur von 85°C, einer Beschickungs-Salzlösungs-Konzentration von 300 g/l, einer Anolyten-Salzlösungs-Konzentration von 220 g/l und einer Natriumhydroxid-Konzentration von 32 % in Betrieb gehalten. Nach diesem einjährigen Betrieb zeigte das Beutelelement im Hinblick auf die Zugfestigkeit und den Bindungseffekt keine Veränderung.
In Figur 7 wird die Kationen-Austauschermembran durch Kombination einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp und einer Kationen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp hergestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführungsform einer solchen zusammengesetzten Membran beschränkt, sondern auch anwendbar auf eine Kationen-Austauschermembran, die hergestellt wurde durch Umwandlung mit Hilfe chemischer Behandlung von einer Seite der Kationen-Austauschermembran vom Perfluorcarbonsäuretyp in den Perfluorsulfonsäuretyp oder die nach einem umgekehrten Verfahren bzw. Umkehrverfahren hergestellt wurde. Zusätzlich kann ein Verstärkungsnets in das Bindestück eingebettet sein, urn die Festigkeit des Verbindungsteils zu erhöhen.
Semit ist es erfindungsgemäß möglich, eine Kationen-Austauschermembran mit einer Perfluorsulfonsäuregruppe auf der einen Seite und einer Perfluorcarbonsäuregruppe auf der anderen Seite und einem im Inneren eingebetteten Verstärkungsnetz in jeder Form bzw. Gestalt mit einer starken Bindungswirkung herzustellen, indem man Verbindungsstücke verwendet, die eine Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp umfassen/ und von der Affinität gleicher SuIfcnsäuregruppen Gebrauch macht. Überdies wird durch Binden der Verbindungsstücke nicht nur an einer Seite des Formstückteils der Kationen-Austauschermembran sondern auch an der anderen Seite die Einpassung der Kationen-Austauschermembran geschützt und die Bindungsarbeit erleichtert.
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Beispiel 2
CS) Man läßt ein Paar der Enden einer Nafion 4^ #901 Folie von Du Pont, umfassend eine zusammengesetzte Membran aus einer Kationen-Austauschermembranfolie vom Perfluorcarbonsäuretyp und eine Katicnen-Austauschermembranfolie vom Perfluorsulfonsäuretyp mit hierin eingebettetem Verstärkungsmaterial aneinander angrenzen und brachte entlang beider Seiten der aneinander angrenzenden Teile streifenförmige Folien von Nafion 1^ #3 24 (von Du Pont), bei denen es sich um eine Kationen-Austauschermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp handelte, an und diese streifenförmigen Folien und die Kationen-Austauschermembranfolie wurden bei einem Flächendruck von 23 kg/cm2 bei 230 bis 2400C während 60 Sekunden verbunden und hiernach sukzessive und rasch auf 1000C abgekühlt. Die erzielte Zugfestigkeit betrug 5,0 kg/cm-Breite je Breiteneinheit des Verbindungsteils.
Diese verbundene Membran wurde in einen Chloralkali-Elektrolyser installiert und nach einjährigem Betrieb bei einer Zellentemperatur von 85°C einer Beschickungs-Salzlösungs-Konzentration von 3 00 g/l, einer Anolyten-Salzlösungs-Konzentration von 220 g/l und einer Natriumhydroxid-Konzentration von 32 % betrug die Zugfestigkeit des Verbindungsteils 4,9 kg/cm-Breite, was an dem verbundenen Teil kein Problem ergab.
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Claims (6)

  1. - 12 - 62 537 18
    29.11.33
    Erf indunas адз-pruc a
    1, Verfaiiren zum Verbinden einer Kat'ionen-Austauscherinembran mit Perfluorsulfonsäuregruppen an einer Seite, Perfluorcarbonsäuregruppen an der anderen Seite and einem hierin eingebetteten Yerstarkungsneuziiiaterial mit einer Folie aus einem Fluor-enthaltenden Harz, gekennzeichnet dadurch, daß man ein Verbindungsstück, umfassend eine Kationen-Austausohermembran vom Perfluorsulfonsäuretyp mit der Kante bz'w, dem Rand der Kationen-Austauschermembraa und der Kante bzw. dem Hand der Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz derart in Kontakt bringt, daß zumindest ein Teil des Verbindungsstücks von der Perfluorsulfonsäuresruppenseite der Kationen-Äustauschermeabran und der Folie aus dem Fluorenthaltenden Harz überlappt wird und das Verbindungsstück derart erhitzt, da£ der überlappte Teil an die Kationen-Austauschemembran und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz gebunden wird·
    2· Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Srhitzungsstufe das Erhitzen des Verbindungsstückes bei einer Temperatur im Bereich von 200 0G bis 35O 0C bei einem
    ρ
    fflächendruck von 5 bis 50 kg/cm während 5 bis 120 Sekunden umfaßt.
  2. 3. Verfahren gemäß Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz ein Copolymeres von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropyren bzw. Hexafluorpropylen umfaßt.
  3. 4. Verfahren gemäß Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindungsfolie Sandwich-artig zwischen die Kationen-Austauschermembran und die Folie aus dem Fluor-enthaltenden Harz eingebracht wird.
    - 13 - S2 537 18
  4. 29.11.83
  5. 5. Verfahren zum Verbinden einer Kationen-Austauschermembran mit einer Perfluorsulfonsäuregruppe auf einer Seite, einer Perfluorcarbonsäuregruppe auf der anderen Seite und einem hierin eingebetteten Verstärkungsnstzmateriäl, gekennzeichnet dadurch, daß man die Kanten Ъатя Sander einer Vielzahl von Kationen-Austauschermembranen angrenzen läßt, die Verbindungsfolien auf den gegenüberliegenden Seiten der Membranen derart positioniert, daß die angrenzenden 3nd-Kanten bzvu -Händer überlagert werden und die Verbindungsstücke derart erhitzt, daß die Verbindungsstücke an die Sationen-Austausciiermembranen Wärme-gebunden werden.
  6. 6. Verfahren gemäß Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Srhitaungsstufe ein Erhitzen des Verbindungsstückes auf eine Temperatur im Bereich von 2CG 0C bis 350 0C bei einem IPlächendruck v<
    120 Sekunden umfaßt.
    einem IPlächendruck von 5 bis 50 kg/cm während 5 bis
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