FI73009B - INSTALLATION AV IONBYTARMEMBRAN I EN ELEKTROLYSCELL. - Google Patents
INSTALLATION AV IONBYTARMEMBRAN I EN ELEKTROLYSCELL. Download PDFInfo
- Publication number
- FI73009B FI73009B FI830546A FI830546A FI73009B FI 73009 B FI73009 B FI 73009B FI 830546 A FI830546 A FI 830546A FI 830546 A FI830546 A FI 830546A FI 73009 B FI73009 B FI 73009B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- film
- stretching
- expanded
- cell
- membrane
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Revetment (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
7300973009
Ioninvaihtokalvon asennus elektrolyysikennoon Tämä keksintö koskee menetelmää ioninvaihtokalvon asentamiseksi elektrolyysikennoon.The present invention relates to a method for installing an ion exchange film in an electrolytic cell.
5 Tunnetaan elektrolyysikennoja, jotka sisältävät lukuisia anodeja ja katodeja ja joissa kutakin anodia erottaa viereisestä katodista ionivaihtokalvo, joka jakaa elektrolyysikennon suureen määrään anodi- ja katoditiloja. Sellaisen kennon anoditilat on varustettu keinoin elektro-10 lyytin syöttämiseksi kennoon, edullisesti yhteisestä alkulähteestä, sekä keinoin elektrolyysituotteiden poistamiseksi kennosta. Vastaavasti kennon katoditilat on varustettu keinoin elektrolyysituotteiden poistamiseksi kennosta ja mahdollisesti keinoin veden tai muun nesteen syöttämi-15 seksi kennoon. Elektrolyysikennot voivat olla tyypiltään yksi- tai kaksinapaisia.Electrolytic cells are known which comprise a plurality of anodes and cathodes, in which each anode is separated from an adjacent cathode by an ion exchange membrane which divides the electrolytic cell into a large number of anode and cathode states. The anode compartments of such a cell are provided with means for supplying electro-10 to the cell, preferably from a common source, and with means for removing electrolysis products from the cell. Correspondingly, the cathode compartments of the cell are provided with means for removing electrolysis products from the cell and possibly with means for supplying water or other liquid to the cell. The electrolytic cells can be single-pole or bipolar.
Esimerkiksi suodatuspuristintyyppiset elektrolyysikennot voivat sisältää suuren määrän vuorottelevia anodeja ja katodeja, esimerkiksi viisikymmentä anodia si-20 jaitsemassa vuorottaisesti viidenkymmenen katodin kanssa, vaikka kenno saattaa sisältää useampiakin anodeja ja katodeja, esimerkiksi jopa sataviisikymmentä vuorottaisesti sijaitsevaa anodia ja katodia.For example, filter press type electrolytic cells may contain a large number of alternating anodes and cathodes, e.g., fifty anodes si-20 alternately with fifty cathodes, although the cell may contain more than one anode and cathode, e.g., up to one hundred and fifty alternately located anodes and cathodes.
Sellaisessa elektrolyysikennossa kalvot ovat 25 jokseenkin nestettä läpäisemättömiä, ja elektrolyysin aikana ionit, esimerkiksi hydratoidut ionit, kulkevat kennon anodi-ja katoditilan välillä olevan kalvon läpi. Siten elektro-lysoitaessa alkalimetallikloridin vesiliuosta kennossa, joka on varustettu kationinvaihtokalvoilla, liuos syöte-30 tään kennon anoditiloihin ja elektrolyysissä syntyvä kloori sekä käytetty alkalimetallikloridiliuos poistetaan anoditi-loista, alkalimetalli-ionit siirtyvät kalvojen läpi kennon katoditiloihin, joihin voidaan syöttää vettä tai laimeata alkalimetallihydroksidiliuosta, ja alkalimetalli-ionien ja 35 hydroksyyli-ionien välisessä reaktiossa syntyvät vety ja 2 73009 alkalimetallihydroksidiliuos poistetaan kennon katoditi-loista.In such an electrolysis cell, the membranes are substantially impermeable to liquid, and during electrolysis, ions, for example hydrated ions, pass through the membrane between the anode and cathode states of the cell. Thus, when electrolysing an aqueous alkali metal chloride solution in a cell equipped with cation exchange membranes, the solution is fed to the anode compartments of the cell and the chlorine and electrolysis solution used are removed from the anode solutions. the hydrogen formed in the reaction between the alkali metal ions and the hydroxyl ions and the 2,7009 alkali metal hydroxide solution are removed from the cathode states of the cell.
Kuvatun tyyppisiä elektrolyysikennoja voidaan käyttää erityisesti tuotettaessa klooria ja natrium-5 hydroksidia elektrolysoimalla natriumkloridin vesiliuosta.Electrolytic cells of the type described can be used in particular for the production of chlorine and sodium hydroxide by electrolysis of aqueous sodium chloride solution.
Sellaisen elektrolyysikennon ollessa kysymyksessä kalvo kiinnitetään kennoon esimerkiksi puristamalla se tiivisteiden väliin. On toivottavaa, että kalvo asennetaan kennoon kireälle ja että kalvo pysyy kutakuinkin 10 kireänä täytettäessä kenno elektrolyytillä sekä kennon ollessa toiminnassa. Jos kalvo kuitenkin asennetaan elektro-lyysikennoon kuivana ja kiinnitetään siihen kireälle, havaitaan, että käytössä elektrolyytin koskettaessa kennossa olevaa kalvoa kalvo turpoaa ja laajenee sekä löys-15 tyy ja saattaa jopa tulla ryppyiseksi. Seurauksena saattaa olla kaasun epätasainen vapautuminen ja kennon jännitteen kohoaminen. Tämä on erityisen haitallista silloin, kun kenno on tarkoitettu toimimaan anodi-katodi-välin ollessa pieni tai nolla.In the case of such an electrolytic cell, the film is attached to the cell, for example by squeezing it between seals. It is desirable that the membrane be installed in the cell under tension and that the membrane remain approximately 10 tension when the cell is filled with electrolyte and the cell is in operation. However, if the membrane is installed in the electrolysis cell dry and fastened to it tightly, it is found that in use, when the electrolyte touches the membrane in the cell, the membrane swells and expands and loosens and may even become wrinkled. This may result in uneven gas release and an increase in cell voltage. This is particularly detrimental when the cell is designed to operate with a small or zero anode-cathode gap.
20 Tämän ongelman, joka aiheutuu kalvon turpoamisesta käytössä, pienentämiseksi on ehdotettu kalvon esipaisutta-mista ennen sen asentamista elektrolyysikennoon esimerkiksi upottamalla kalvo veteen, natriumkloridin vesiliuokseen tai natriumhydroksidin vesiliuokseen. Ihanteellista olisi esipai-25 suttaa kalvo suunnilleen samassa määrin, kuin kuiva kalvo turpoaa joutuessaan kosketuksiin elektrolyytin kanssa elek-trolyysikennossa.To reduce this problem of swelling of the film in use, it has been proposed to pre-expand the film before installing it in an electrolytic cell, for example by immersing the film in water, aqueous sodium chloride solution or aqueous sodium hydroxide solution. Ideally, the film should be pre-pressurized to approximately the same extent as the dry film swells upon contact with the electrolyte in the electrolytic cell.
US-patenttijulkaisussa 4 000 057 kuvataan kalvon esipaisuttamista ennen sen asentamista elektrolyysikennoon 30 menetelmän käsittäessä kalvon käsittelemisen nestemäisellä aineella, jossa kalvon laajenemista ajan funktiona kuvaava käyrä kulkee jokseenkin vaakasuorana vähintään neljän tunnin ajan nesteellä käsittelemisen jälkeen. Soveltuvia nesteitä ovat esimerkiksi etyleeniglykolin, glyserolin ja suuri-35 molekyylisten rasva-alkoholien vesiliuokset.U.S. Patent No. 4,000,057 describes the pre-expansion of a film prior to its installation in an electrolytic cell 30, the method comprising treating the film with a liquid in which the curve of film expansion as a function of time runs approximately horizontally for at least four hours after liquid treatment. Suitable liquids include, for example, aqueous solutions of ethylene glycol, glycerol and high molecular weight fatty alcohols.
3 730093 73009
Vaikka edellä mainitut menetelmät auttavatkin sen ongelman ratkaisemisessa, joka aiheutuu kalvon turpoamisesta sen joutuessa kosketuksiin elektrolyytin kanssa elektro-lyysikennossa, niillä itsellään on merkittäviä haitta-5 puolia. Niinpä esipaisutetut kalvot ovat märkiä ja pysyvät märkinä elektrolyysikennoon asentamisen ajan, ja siitä syystä niitä on vaikea käsitellä. Käsittelyssä saattavat erityiset varotoimenpiteet olla tarpeen esimerkiksi silloin, kun kalvo on esipaisutettu käsittelemällä syövyttävällä 10 nesteellä, esimerkiksi natriumhydroksidiliuoksella. Saattaa myös olla vaikeata kiinnittää märkä kalvo elektrolyysikennoon siten, että se ei vuoda,esimerkiksi tiivisteparin väliin.Although the above methods help to solve the problem of the film swelling when it comes into contact with the electrolyte in the electrolysis cell, they themselves have significant drawbacks. Thus, the pre-expanded films are wet and remain wet during installation in the electrolytic cell, and are therefore difficult to handle. Special handling precautions may be necessary, for example, when the film is pre-expanded by treatment with a corrosive liquid, such as sodium hydroxide solution. It may also be difficult to attach the wet film to the electrolytic cell so that it does not leak, for example between a pair of seals.
Tämä keksintö koskee menetelmää ioninvaihtokalvon asentamiseksi elektrolyysikennoon, jossa menetelmässä ei 15 esiinny edellä mainittuja haittoja.The present invention relates to a method for installing an ion exchange film in an electrolytic cell, which method does not suffer from the above-mentioned disadvantages.
Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä ioninvaihtokalvon, joka on valmistettu orgaanisesta polymeeristä, joka sisältää vaihtuvia ryhmiä tai niiden johdannaisia, jotka voidaan muuttaa vaihtuviksi ryhmiksi, asentamiseksi elek-20 trolyysikennoon ioninvaihtokalvoa laajennetaan, ja laajennettu kalvo kiinnitetään elektrolyysikennoon tai sen osaan, joka menetelmä on tunnettu siitä, että kalvoa laajennetaan venyttämällä, jotta saadaan lisättyä kalvon pinta-alaa painoyksikköä kohden.In the method of the present invention for installing an ion exchange film made of an organic polymer containing exchangeable groups or derivatives thereof which can be converted into exchangeable groups in an electrolytic cell, the ion exchange film is expanded, and the expanded film is attached to an electrolytic cell or a portion thereof. the film is expanded by stretching to increase the surface area of the film per unit weight.
25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä levyn tai kalvon muodossa olevaa ioninvaihtomembraania laajennetaan venyttämällä membraanin pinta-ala-paino-suhteen kohottamiseksi.In the method of the invention, the ion exchange membrane in the form of a plate or film is expanded by stretching to increase the surface area to weight ratio of the membrane.
Tämän kalvon laajentaminen ei edellytä nesteen käyttöä kalvon paisuttamiseksi ja siten laajentamiseksi.Expansion of this membrane does not require the use of a liquid to expand and thus expand the membrane.
30 Itse asiassa laajentaminen venyttämällä suoritetaan yleensä ja edullisesti kuivaa kalvoa käyttäen, jolloin vältetään nesteen käyttöön liittyvät huomattavat haitat. Lisäksi laajentamista ei suoriteta pelkästään puristamalla kalvoa korotetussa paineessa ja lämpötilassa.In fact, the expansion by stretching is generally and preferably carried out using a dry film, thus avoiding the considerable disadvantages associated with the use of the liquid. In addition, expansion is not accomplished by simply compressing the film at elevated pressure and temperature.
35 Kalvon venyttäminen tulisi suorittaa varovaisesti, 4 73009 jotta kalvo ei repeydy. Korotetun lämpötilan käyttäminen kalvon venytyksen aikana auttaa suuresti välttämään kalvon repeytymistä.35 Stretching the film should be done carefully, 4 73009 to prevent the film from tearing. Using an elevated temperature during film stretching greatly helps to avoid film tearing.
Tämän keksinnön toinen ilmenemismuoto on menetelmä 5 ioninvaihtokalvon asentamiseksi elektrolyysikennoon, joka menetelmä käsittää ioninvaihtokalvon kuumentamisen kalvon venyttämisen korotetussa lämpötilassa sekä laajentuneen venytetyn kalvon kiinnittämisen elektrolyysikennoon tai sen osaan.Another embodiment of the present invention is a method of installing an ion exchange film on an electrolytic cell, the method comprising heating the ion exchange film to stretch the film at an elevated temperature and attaching the expanded stretched film to the electrolytic cell or a portion thereof.
10 Lisäksi on edullista venyttää kalvoa korotetussa lämpötilassa ja jäähdyttää se matalampaan lämpötilaanko, ympäristön lämpötilaan tai lähelle sitä, pitäen kalvo samalla laajentuneessa venytetyssä tilassa sekä sen jälkeen kiinnittää laajentunut venytetty kalvo elektrolyysi-15 kennoon tai sen osaan.In addition, it is preferable to stretch the film at an elevated temperature and cool it to a lower temperature, to or near ambient temperature, while maintaining the film in the expanded stretched state, and then attach the expanded stretched film to the electrolysis cell or portion thereof.
Venyttäminen voidaan tehdä esimerkiksi antamalla kalvon kulkea eri kehänopeudella pyörivien telojen ympäri ja välistä, ja laajentunut venytetty kalvo voidaan jäähdyttää alempaan lämpötilaan. Vaihtoehtoisesti kalvoa voi-20 daan venyttää kohdistamalla venytysvoima kalvon vastakkaisiin reunoihin, ja laajentunut venytetty kalvo voidaan jäähdyttää alempaan lämpötilaan. Kalvon venytys voidaan suorittaa venytyskehystä tai -konetta käyttäen.Stretching can be done, for example, by allowing the film to pass around and between rollers rotating at different circumferential speeds, and the expanded stretched film can be cooled to a lower temperature. Alternatively, the film can be stretched by applying a stretching force to opposite edges of the film, and the expanded stretched film can be cooled to a lower temperature. Stretching of the film can be performed using a stretching frame or machine.
Kalvoa voidaan venyttää yhteen tai kahteen suuntaan. 25 Kaksisuuntainen venytys voi tapahtua kahteen suuntaan samanaikaisesti tai peräkkäin.The film can be stretched in one or two directions. 25 Bidirectional stretching can occur in two directions simultaneously or sequentially.
Venytettäessä kalvoa yhteen suuntaan kalvon vastakkaisiin reunoihin voidaan kiinnittää jotakin suhteellisen jäykkää materiaalia olevat nauhat, jotta estetään kalvon 30 kutistuminen poikittaissuunnassa kalvon venytyssuuntaan nähden.When stretching the film in one direction, strips of relatively rigid material may be attached to opposite edges of the film to prevent the film 30 from shrinking transversely to the stretching direction of the film.
Silloin, kun kalvoa venytetään esimerkiksi korotetussa lämpötilassa, ja erityisesti silloin, kun kalvo ve-nytyksen jälkeen jäähdytetään alempaan lämpötilaan, esimer-35 kiksi ympäristön lämpötilaan tai lähelle sitä, pitäen kalvo samalla laajentuneessa venytetyssä tilassa, ainakin osa venyttämällä aikaansaadusta laajenemisesta "lukkiutuu" 5 73009 kalvoon. Kun laajentunut yenytetty kalvo asennetaan elektrolyysikennoon ja kiinnitetään siihen ja kun kalvo joutuu kosketuksiin elektrolyytin kanssa, erityisesti korotetussa lämpötilassa, esimerkiksi alkalimetallikloridin 5 vesiliuoksen kanssa jopa 95°C:n lämpötilassa, kloori-alkali-kennossa, kalvoon "lukkiutunut" laajentuma vapautuu kokonaan tai osittain, ja kalvo pyrkii kutistumaan kohden alkuperäistä tilaansa, vaikka kalvo tietysti pysyy kiinni kiinni elektrolyysikennossa. Tätä kutistumispyrkimystä 10 vastaan vaikuttaa kalvon laajeneminen, joka aiheutuu turpoamisesta kalvon joutuessa kosketuksiin elektrolyytin kanssa, sillä seurauksella, että elektrolyysikennoon asennettu kalvo pysyy kireänä eikä tule ryppyiseksi käytössä.When the film is stretched, for example, at an elevated temperature, and in particular when the film is cooled to a lower temperature, for example at or near ambient temperature, after the film is kept in the expanded stretched state, at least part of the stretching-induced expansion "locks" 5 73009 the diaphragm. When the expanded stretched film is mounted and attached to the electrolytic cell and when the film comes into contact with the electrolyte, especially at an elevated temperature, for example an aqueous solution of alkali metal chloride 5 at a temperature of up to 95 ° C, in a chlor-alkali cell, the film is completely or partially released. and the membrane tends to shrink towards its original state, although the membrane, of course, remains attached to the electrolytic cell. This tendency to shrink 10 is counteracted by the expansion of the membrane due to swelling when the membrane comes into contact with the electrolyte, with the result that the membrane mounted on the electrolytic cell remains taut and does not wrinkle in use.
On edullista, että venyttämällä aikaansaadun laa-15 jenemisen määrä olisi suunnilleen sama tai suurempi kuin laajeneminen, joka aiheutuu kalvon turpoamisesta sen joutuessa kosketuksiin elektrolyytin kanssa elektrolyysikennossa, jotta kalvo pysyy kennossa kireänä joutuessaan kosketuksiin elektrolyytin kanssa. Jonkin verran hyötyä voidaan kuiten-2Q kin saavuttaa, vaikka venyttämällä aikaansaadun laajenemisen määrä onkin jonkin verran pienempi kuin laajeneminen, joka aiheutuu kalvon turpoamisesta sen joutuessa kosketuksiin elektrolyytin kanssa. Sopiva venyttämällä aikaansaatava laajenemismäärä voidaan määrittää yksinkertaisella kokeella.It is preferred that the amount of expansion provided by stretching be approximately equal to or greater than the expansion caused by the swelling of the film upon contact with the electrolyte in the electrolytic cell so that the film remains taut in the cell upon contact with the electrolyte. However, some benefit can also be obtained, although the amount of expansion provided by stretching is somewhat less than the expansion caused by the swelling of the film upon contact with the electrolyte. The appropriate amount of expansion by stretching can be determined by a simple experiment.
25 yleensä venyttämällä aikaansaadun kalvon laaje nemisen tulisi lisätä kalvon pinta-alaa painoyksikköä kohden vähintään 2%, edullisesti vähintään 5%. Venyttämällä voidaan saada aikaan suuri kalvon laajentuminen, esimerkiksi vähintään 50%:n tai 100%:n tai jopa kymmenkertainen tai si-30 täkin suurempi lisäys kalvon pinta-alassa painoyksikköä kohden. Kun venytysmäärä on huomattava, saavutetaan lisäetuja, Niinpä, kun venyttämällä on saatu aikaan kalvon suuri laajeneminen, kalvon käytöstä elektrolyysikennossa on seurauksena alempi käyttöjännite, josta seuraa säästöjä energia-35 kustannuksissa. Lisäksi elektrolyysituotteet voidaan valmistaa 6 73009 korkeammalla virtahyötysuhteella.In general, the expansion of the film obtained by stretching should increase the surface area of the film per unit weight by at least 2%, preferably by at least 5%. By stretching, a large expansion of the film can be achieved, for example an increase of at least 50% or 100% or even ten times or even more in the surface area of the film per unit weight. When the amount of stretching is considerable, additional advantages are obtained. Thus, when the stretching results in a large expansion of the film, the use of the film in the electrolytic cell results in a lower operating voltage, resulting in energy cost savings. In addition, electrolysis products can be manufactured with a higher current efficiency of 6,7009.
Jotta suurin osa yenyttäroällä aikaansaadusta kalvon laajenemisesta saadaan "lukituksi" kalvoon, kalvo voidaan jäähdyttää korotetusta lämpötilasta alempaan lämpö-5 tilaan pitäen se sinä aikana laajentuneessa venytetyssä tilassa. Kun sellaista kalvoa käytetään elektrolyysiken-nossa, kalvon kutistuminen sen joutuessa kosketuksiin elektrolyytin kanssa korotetussa lämpötilassa saattaa kuitenkin olla paljon suurempaa kuin elektrolyytin vaiku-10 tuksesta tapahtuvan kalvon turpoamisen aiheuttama laajeneminen, ja kalvo saattaa pyrkiä repeytymään. Se, esiintyykö repeytymispyrkimystä vai ei, riippuu luonnollisesti venytyksen aiheuttamasta kalvon laajenemisen määrästä.In order to make most of the expansion of the film caused by the yenutroot "locked" into the film, the film can be cooled from an elevated temperature to a lower temperature-5 while keeping it in an expanded stretched state during that time. However, when such a film is used in an electrolytic cell, the shrinkage of the film upon contact with the electrolyte at an elevated temperature may be much greater than the expansion caused by the swelling of the film due to the action of the electrolyte, and the film may tend to tear. Whether or not there is a tendency to tear will naturally depend on the amount of film expansion caused by the stretching.
Silloin, kun venyttämällä aikaansaatu kalvon 15 laajenemisen määrä on huomattava, on edullista esimerkiksi sellaisen kalvon aikaansaamiseksi, jonka pinta-ala paino-yksikköä kohden on lisääntynyt paljon ja jota voidaan käyttää elektrolyysikennossa jännitteen ollessa huomattavasti alennettu, karkaista laajent nut venytetty kalvo 20 kuumentamalla sitä korotetussa lämpötilassa ja jäähdyttämällä se sen jälkeen alempaan lämpötilaan. Tällä tavalla kalvoon voidaan "lukita" riittävä laajentuma, jotta kalvo pysyy kireänä ja rypistymättömänä sinä aikana, kun sitä käytetään elektrolyysikennossa, ja jotta voidaan myös 25 välttää kalvon mahdollinen pyrkimys repeytyä käytön aikana.When the amount of expansion of the film 15 produced by stretching is considerable, it is preferable, for example, to harden the expanded stretched film 20 by heating it at an elevated temperature to obtain a film having a large increase in surface area per unit weight which can be used in an electrolytic cell at a significantly reduced voltage. and then cooling it to a lower temperature. In this way, sufficient expansion can be "locked" to the film to keep the film taut and wrinkled during use in the electrolytic cell, and also to avoid any tendency of the film to tear during use.
Membraani, jota laajennetaan venyttämällä, on yleensä kalvon muodossa, ja sen paksuus voi olla esimerkiksi 0,2-2 mm.The membrane which is expanded by stretching is generally in the form of a film and may have a thickness of, for example, 0.2 to 2 mm.
Vaikka venyttämällä voidaan saada aikaan erittäin 30 ohuita kalvoja, laajentuneen venytetyn kalvon ei tulisi olla niin ohut, että se on hyvin altis vaurioitumaan käytettäessä sitä elektrolyysikennossa. Yleensä laajentuneen venytetyn kalvon paksuus on vähintään 0,02 mm, edullisesti vähintään 0,1 mm.Although stretching can result in very thin films, the expanded stretched film should not be so thin that it is very prone to damage when used in an electrolytic cell. In general, the thickness of the expanded stretched film is at least 0.02 mm, preferably at least 0.1 mm.
35 Koro tettulämpötila, jossa kalvon venytys suorite taan, riippuu kalvon luonteesta. Yleensä se kuitenkin on 7 73009 korkeampi kuin 40°C, edullisesti korkeampi kuin 55°C.35 The elevated temperature at which the film is stretched depends on the nature of the film. In general, however, it is higher than 40 ° C, preferably higher than 55 ° C.
Soveltuva lämpötila käytettäväksi kunkin nimenomaisen kalvon venytyksessä voidaan määrittää yksinkertaisella kokeella. Lämpötilan ei tulisi olla niin korkea, että 5 kalvon orgaaninen polymeeri sulaa tai hajoaa merkittävästi. Yleensä korotettu lämpötila, jossa venytys suoritetaan, ei ylitä 150°C:a.A suitable temperature for use in stretching each particular film can be determined by a simple experiment. The temperature should not be so high that the 5 film organic polymer melts or decomposes significantly. In general, the elevated temperature at which the stretching is performed does not exceed 150 ° C.
Karkaistaessa laajentunutta venytettyä kalvoa karkaisulämpötila voi olla sama tai suunnilleen sama 10 kuin se korotettu lämpötila, jossa kalvoa venytetään.When tempering an expanded stretched film, the tempering temperature may be the same or approximately the same as the elevated temperature at which the film is stretched.
Karkaisulämpötila voi olla korkeampi kuin venytyslämpö-tila. Laajentuneen venytetyn kalvon karkaisun kestoaika määrää kalvon laajenemisen määrän, joka "lukkiutuu" kalvoon, kun se jäähdytetään alempaan lämpötilaan; mitä 15 pitempi tämä karkaisuaika on, sitä pienempi määrä laajentumasta pysyy "lukkiutuneena" kalvoihin. Yleensä karkaisuaika on vähintään 1 minuutti, mutta ei yleensä ylitä 5 tuntia.The quenching temperature may be higher than the stretching temperature. The duration of hardening of the expanded stretched film determines the amount of expansion of the film that "locks" into the film as it is cooled to a lower temperature; the longer this hardening time, the less amount of expansion remains "locked" in the films. Generally, the tempering time is at least 1 minute, but usually does not exceed 5 hours.
Alempi lämpötila, johon kalvo jäähdytetään, on 20 lämpötila, jossa kalvo ei palaudu nopeasti, kun mahdollinen rajoittava voima poistetaan. Tarkoituksenmukaisinta on jäähdyttää kalvo ympäristön lämpötilaan tai lähelle sitä.The lower temperature to which the film is cooled is the temperature at which the film does not recover rapidly when any limiting force is removed. It is most convenient to cool the film to or near ambient temperature.
Eräässä toisessa edullisessa ilmenemismuodossa, joka on käyttökelpoinen silloin, kun kalvoa on venyttä-25 mällä laajennettava huomattavasti, kalvoa venytetään korotetussa lämpötilassa, kalvo jäähdytetään alempaan lämpötilaan, esimerkiksi ympäristön lämpötilaan tai lähelle sitä, pitäen kalvo samalla laajentuneessa venytetyssä tilassa, ja laajentamisvaihe venyttämällä korotetussa lämpötilassa 30 ja jäähdytysvaihe toistetaan ainakin kerran. Näin voidaan saavuttaa haluttu kalvon laajenemismäärä suorittamalla venytys useissa erissä, ja on olemassa pienempi mahdollisuus, että kalvo vaurioituu, esimerkiksi repeytyy, veney-tyksen aikana.In another preferred embodiment, which is useful when the film needs to be significantly expanded by stretching, the film is stretched at an elevated temperature, the film is cooled to a lower temperature, e.g., ambient temperature, while maintaining the film in an expanded stretched state, and the expansion step is stretched at an elevated temperature. and the cooling step is repeated at least once. In this way, the desired amount of film expansion can be achieved by performing stretching in several batches, and there is less chance that the film will be damaged, e.g., torn, during stretching.
35 Ioninvaihtokalvo on edullisesti kationinvaihtokalvo.The ion exchange membrane is preferably a cation exchange membrane.
73009 joka sisältää happamia ryhmiä tai niiden johdannaisia, jotka voidaan muuttaa happamiksi ryhmiksi. Jotta saavutetaan kestävyys monissa elektrolyysikennoissa, erityisesti kloori-alkali-kennoissa, esiintyviä syövyt-5 täviä olosuhteita vastaan, kalvona on edullisesti fluoripolymeeri, ja vielä edullisemmin perfluoripolymeeri, joka sisältää kyseisiä happamia ryhmiä tai niiden johdannaisia .73009 Containing acidic groups or their derivatives which can be converted into acidic groups. In order to withstand the corrosive conditions found in many electrolytic cells, especially chlor-alkali cells, the film is preferably a fluoropolymer, and even more preferably a perfluoropolymer containing such acidic groups or derivatives thereof.
Soveltuvia happamia ryhmiä ovat sulfonihappo-, 10 karboksyylihappo- tai fosforihapporyhmät. Kalvo voi sisältää kahta tai useampaa erilaista hapanta ryhmää. Soveltuvia happamien ryhmien johdannaisia ovat kyseisten ryhmien muodostamat suolat, esimerkiksi metallisuolat, erityisesti alkalimetallisuolat. Soveltuvia johdannaisia 15 ovat erityisesti sellaiset, jotka voidaan muuttaa happa- raiksi ryhmiksi hydrolysoimalla ,esimerkiksi happohalo-genidiryhmät, esimerkiksi -SC^F ja -COF, nitriiliryhmät -CN, happoamidiryhmät -CONI^, joissa R on H tai alkvyli, sekä happoesteriryhmät, esimerkiksi -COOR, jossa R on 20 alkyyliryhmä.Suitable acidic groups include sulfonic acid, carboxylic acid or phosphoric acid groups. The film may contain two or more different acidic groups. Suitable derivatives of acidic groups are the salts formed by these groups, for example metal salts, in particular alkali metal salts. Suitable derivatives are in particular those which can be converted into acidic groups by hydrolysis, for example acid halide groups, for example -SO 2 F and -COF, nitrile groups -CN, acid amide groups -CONI 4, where R is H or alkyl, and acid ester groups, for example -COOR, where R is an alkyl group.
Soveltuvia kationinvaihtokalvoja ovat esimerkiksi GB-patenttijulkaisuissa 1 184 321, 1 402 920, 1 406 673, 1 455 070, 1 497 748, 1 497 749, 1 518 387 ja 1 531 068 esitetyt kalvot.Suitable cation exchange films include, for example, those disclosed in GB Patent 1,184,321, 1,402,920, 1,406,673, 1,455,070, 1,497,748, 1,497,749, 1,518,387 and 1,531,068.
25 On edullista käyttää kalvoja, jotka sisältävät happamien ryhmien johdannaisia, jotka voidaan muuttaa vaihtuviksi ryhmiksi hydrolysoimalla, koska sellaisia ryhmiä sisältävät kalvot ovat yleensä helpommin venytettävissä. Esimerkiksi silloin, kun kalvona on fluoripoly-30 meeri, joka sisältää vaihtuvina ryhminä karboksyylihappo-ryhmiä, on edullista venyttää kalvoa sellaisessa muodossa, jossa karboksyyliryhmät on esteröity, esimerkiksi metyyli-esterimuodossa.It is preferable to use films containing derivatives of acidic groups which can be converted into exchangeable groups by hydrolysis, since films containing such groups are generally more easily stretchable. For example, when the film is a fluoropolymer containing carboxylic acid groups as alternating groups, it is preferable to stretch the film in a form in which the carboxyl groups are esterified, for example, in the methyl ester form.
Kalvon sisältäessä ryhmiä, jotka voidaan muuttaa 35 vaihtuviksi ryhmiksi hydrolysoimalla, hydrolyysi voidaan 9 73009 suorittaa esimerkiksi käsittelemällä kalyoa alkali-metallihydroksidin vesiliuoksella, esimerkiksi natrium-hydroksidin vesiliuoksella. Koska kalvo saattaa pyrkiä turpoamaan hydrolysoitaessa, on edullista suorittaa 5 mainittu hydrolyysi sen jälkeen, kun laajentunut venytetty kalvo on kiinnitetty elektrolyysikennoon tai sen osaan.When the film contains groups that can be converted to exchangeable groups by hydrolysis, the hydrolysis can be performed, for example, by treating the calyo with an aqueous alkali metal hydroxide solution, for example, an aqueous sodium hydroxide solution. Since the film may tend to swell upon hydrolysis, it is preferable to perform said hydrolysis after the expanded stretched film is attached to the electrolysis cell or a part thereof.
Kalvoa voidaan vahvistaa esimerkiksi fluori-polymeeriverkolla, vaikkakaan sellaiset vahvistetut 10 kalvot eivät ole edullisia, koska vahvistavan verkon venyttäminen saattaa olla vaikeata. Kalvo voi olla laminaatin muodossa, tai se voidaan päällystää elektrodi-materiaaleilla tai muilla materiaaleilla.For example, the film can be reinforced with a fluoropolymer mesh, although such reinforced films are not preferred because stretching of the reinforcing mesh may be difficult. The film may be in the form of a laminate, or it may be coated with electrode materials or other materials.
Laajentunut venytetty ioninvaihtokalvo kiinni-15 tetään elektrolyysikennoon tai sen osaan. Kun kalvoa on laajennettu venyttämällä korotetussa lämpötilassa, se voidaan kiinnittää elektrolyysikennoon tai sen osaan samalla, kun se on korotetussa lämpötilassa. Koska laajentunut venytetty kalvo pyrkii kuitenkin jäähtymään 20 ympäristön lämpötilaa kohden ja näin ollen kutistumaan tämän kiinnitystoimenpiteen aikana, on edullista "lukita" laajentuma kalvoon ennen kalvon kiinnittämistä elektrolyysikennoon tai sen osaan. Siten on edullista laajentaa ioninvaihtokalvoa venyttämällä korotetussa lämpötilassa 25 ja pitää kalvo laajentuneessa venytetyssä tilassa samalla, kun kalvo jäähdytetään alempaan lämpötilaan, edullisesti ympäristön lämpötilaan, jossa lämpötilassa kalvo säilyttää huomattavan osan laajentuneesta venytetystä tilastaan, kun rajoittava voima poistetaan.The expanded stretched ion exchange membrane is attached to the electrolysis cell or a part thereof. Once the film has been expanded by stretching at an elevated temperature, it can be attached to the electrolytic cell or a part thereof while at an elevated temperature. However, since the expanded stretched film tends to cool to ambient temperature and thus shrink during this attachment operation, it is preferable to "lock" the expansion into the film before attaching the film to the electrolytic cell or portion thereof. Thus, it is preferred to expand the ion exchange film by stretching at an elevated temperature 25 and to keep the film in an expanded stretched state while cooling the film to a lower temperature, preferably ambient temperature, at which temperature the film retains a substantial portion of its expanded stretched state.
30 Laajentunut venytetty kalvo voidaan kiinnittää elektrolyysikennoon tai sen osaan millä tahansa sopivalla keinolla. Esimerkiksi kalvo voidaan puristaa kiinni elektro-lyysikennossa olevan tiivisteparin väliin tai kiinnittää kehykseen, joka sen jälkeen asennetaan elektrolyysikennoon, 10 73009 tai kalvo yoidaan kiinnittää elektrodiin.The expanded stretched film may be attached to the electrolytic cell or part thereof by any suitable means. For example, the membrane may be clamped between a pair of seals in the electrolytic cell or attached to a frame which is then mounted to the electrolytic cell, or the membrane may be attached to the electrode.
Tämän keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erityisesti ioninvaihtokalvolle, joka on asennettava suoda-tuspuristintyyppiseen elektrolyysikennoon. Suodatuspu-5 ristintyyppiset elektrolyysikennot voivat sisältää suuren määrän vuorottaisesti sijaitsevia anodeja ja katodeja, ja kunkin anodin ja sen viereisen katodin väliin on asetettu ioninvaihtokalvo. Sellaiset kennot voivat sisältää esimerkiksi viisikymmentä anodia, jotka sijaitsevat vuorot-10 taisesti viidenkymmenen katodin kanssa, vaikka kenno saattaa sisältää jopa useampiakin anodeja ja katodeja, esimerkiksi jopa sataviisikymmentä vuorottelevaa anodia ja katodia.The method of the present invention is particularly suitable for an ion exchange film to be installed in an electrolytic cell of the filter press type. The filter-5 cross-type electrolytic cells may contain a large number of alternating anodes and cathodes, and an ion exchange membrane is interposed between each anode and its adjacent cathode. Such cells may contain, for example, fifty anodes located alternately with fifty cathodes, although the cell may contain even more anodes and cathodes, for example up to one hundred and fifty alternating anodes and cathodes.
Elektrolyysikennon elektrodit valmistetaan yleensä 15 jostakin metallista tai metalliseoksesta. Metallin tai metalliseoksen laatu riippuu siitä, onko elektrodia tarkoitus käyttää anodina vai katodina, sekä kennossa elektro-lysoitavan elektrolyytin luonteesta.The electrodes of the electrolytic cell are generally made of a metal or alloy. The quality of the metal or alloy depends on whether the electrode is to be used as an anode or a cathode, and on the nature of the electrolyte to be electrolysed in the cell.
Kun elektrolysoidaan alkalimetallikloridin vesi-20 liuosta ja kun elektrodia on tarkoitus käyttää anodina, elektrodi on tarkoituksenmukaista valmistaa kalvon muodostavasta metallista tai sellaisten seoksesta, esimerkiksi zirkoniumista, niobiumista, volframista tai tan-taalista, mutta edullista valmistaa titaanista, ja anodin 25 pinta on tarkoituksenmukaista päällystää sähköä johtavalla, sähkökatalyyttisesti aktiivisella aineella. Päällyste voi sisältää yhtä tai useampaa platinaryhmän metallia, so. platinaa, rodiumia, iridiumia, ruteniumia, osmiumia tai palladiumia, ja/tai yhden tai useamman em. metallin oksidia. 30 Platinaryhmän metallia tai sellaisen oksidia sisältävä päällyste voi olla seos, jossa on yhtä tai useampaa epä-jalon metallin oksidia, erityisesti yhtä tai useampaa kalvon muodostavaa metallioksidia, esimerkiksi titaanidioksidia.When an aqueous solution of alkali metal chloride is electrolysed and the electrode is to be used as an anode, it is convenient to make the electrode from a film-forming metal or a mixture thereof, for example zirconium, niobium, tungsten or tantalum, but it is preferable to make it from titanium. with a conductive, electrocatalytically active substance. The coating may contain one or more platinum group metals, i. platinum, rhodium, iridium, ruthenium, osmium or palladium, and / or oxides of one or more of the above metals. The platinum group metal or oxide-containing coating thereof may be a mixture of one or more base metal oxides, in particular one or more film-forming metal oxides, for example titanium dioxide.
35 Sähköä johtavat, sähkökatalyyttisesti aktiiviset 11 73009 aineet, joita käytetään elektrolyysikennoissa anodien päällysteinä elektrolysoitaessa alkalimetallikloridin vesiliuosta, sekä sellaisten päällysteiden muodostamis-menetelmät ovat alalla tunnettuja.Electrically conductive, electrocatalytically active 11,7009 substances used in electrolytic cells as anode coatings for the electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution, and methods for forming such coatings are known in the art.
5 Kun elektrolysoidaan alkalimetallikloridin vesi- liuosta ja kun elektrodia on tarkoitus käyttää katodina, on tarkoituksenmukaista valmistaa elektrodi raudasta tai teräksestä tai muusta sopivasta metallista, esimerkiksi nikkelistä. Katodi voidaan päällystää aineella, 10 joka soveltuu elektrolyysin vety-ylijännitteen alentamiseen.When electrolyzing an aqueous solution of an alkali metal chloride and when the electrode is to be used as a cathode, it is expedient to make the electrode of iron or steel or another suitable metal, for example nickel. The cathode may be coated with a material suitable for reducing the hydrogen overvoltage of the electrolysis.
Elektrolyysikennossa voidaan käyttää mitä tahansa soveltuvaa elektrodirakennetta. Elektrodi voi esimerkiksi käsittää useita pitkänomaisia kappaleita, esimerkiksi 15 tankoja tai liuskoja, tai se voi käsittää reikäisen pinnan, esimerkiksi rei'itetyn levyn, verkon tai metalliverkon.Any suitable electrode structure can be used in the electrolytic cell. For example, the electrode may comprise a plurality of elongate bodies, for example rods or strips, or it may comprise a perforated surface, for example a perforated plate, a mesh or a metal mesh.
Keksintöä valaistaan seuraavin esimerkein.The invention is illustrated by the following examples.
Esimerkki 1Example 1
Leikattiin suorakulmainen kappale, kooltaan 35 cm 20 x 30 xm, 280^um, paksusta kationinvaihtokalvolevystä, joka oli valmistettu tetrafluorietyleenin ja perfluori-vinyylieetterin kopolymeerista; kalvon ioninvaihtokapasi-teetti oli 1,3 milliekvivalenttia/gramma.A rectangular piece, 35 cm 20 x 30 xm, 280 μm thick, made of a thick cation exchange membrane sheet made of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether was cut; the ion exchange capacity of the film was 1.3 milliequivalents / gram.
Liuskat joustavaa PVC-nauhaa kiinnitettiin kap-25 paleen molempiin 35 cm pitkiin reunoihin, ja alumiini-liuskat kiinnitettiin kappaleen molemiin 30 cm pitkiin reunoihin. Sitten kappale laitettiin Bruckner Karo 11-ori-entointilaitteeseen, ja kappaleen lämpötila nostettiin 67°C:een orientointilaitteeseen liittyvässä uunissa.Strips of flexible PVC tape were attached to both 35 cm long edges of the Kap-25 piece, and aluminum strips were attached to both 30 cm long edges of the piece. The body was then placed in a Bruckner Karo 11 ori entrainer, and the body temperature was raised to 67 ° C in an oven associated with the orientator.
30 Alumiiniliuskoja vedettiin kauemmas toisistaan nopeudella 1/min, kunnes kappaleeseen kiinnitettyjen alumiiniliuskojen välimatka oli kasvanut 1,5-kertaiseksi, joustavien PVC-liuskojen auttaessa estämään kappaleen kaventumista. Orientointilaitteeseen kiinnitetty kappale 35 poistettiin sitten uunista ja jäähdytettiin ympäristön 12 73009 Lämpötilaan ilmavirrassa.30 The aluminum strips were pulled farther apart at a rate of 1 / min until the distance between the aluminum strips attached to the part had increased 1.5-fold, with flexible PVC strips helping to prevent the part from narrowing. The body 35 attached to the orientation device was then removed from the oven and cooled to ambient temperature 12,7009 in an air stream.
Yllä mainitut toimenpiteet, kappaleen venytys lämpötilassa 67°C ja sen jäähdytys ympäristön lämpötilaan, toistettiin kahdesti, jolloin ensimmäisessä uusintakäsit-5 telyssä alumiiniliuskojen etäisyys kasvoi 2,5-kertaiseksi alkuperäiseen nähden ja toisessa 4,2-kertaiseksi alkuperäiseen nähden.The above operations, stretching the body at 67 ° C and cooling it to ambient temperature, were repeated twice, with the first strip treatment increasing the distance of the aluminum strips 2.5 times from the original and the second 4.2 times from the original.
Tuloksena oleva kationeja vaihtava kalvo poistettiin sitten orientointilaitteesta. Kalvo palautui hieman 10 kappaleen alkuperäisiä mittoja kohden. Kalvon paksuus oli tämän pienen palautumisen jälkeen 80^um.The resulting cation exchange membrane was then removed from the orientation device. The film returned slightly to the original dimensions of 10 pieces. The film thickness after this small recovery was 80 μm.
Yllä kuvatulla tavalla valmistettu kationinvaihto-kalvo kiinnitettiin huolellisesti ja tiukasti EPDM-kumi-tiivisteparin väliin ja asennettiin elektrolyysikennoon, 15 joka oli varustettu nikkeliverkkokatodilla, jonka halkaisija oli 7,5 cm, ja titaaniverkkoanodilla, jonka halkaisija oli 7,5 cm ja joka oli päällystetty Ru02:n ja TiC^m seoksella (painosuhteessa 35 Ru02:65 TiC>2) .The cation exchange membrane prepared as described above was carefully and tightly clamped between the EPDM rubber-seal pair and installed in an electrolytic cell equipped with a 7.5 cm diameter nickel mesh cathode and a 7.5 cm titanium mesh anode coated with RuO 2. and TiCl 2 (in a weight ratio of 35 RuO 2: 65 TiCl 2).
Kennon anoditilaan syötettiin 310 g/l:n väkevyistä 20 NaCl:n vesiliuosta, jonka pH oli 8,0 kennon katoditilaan syötettiin vettä, ja kennossa elektrolysoitiin NaClra lämpötilassa 90°C NaCltn pitoisuuden anoditilassa ollessa 200 g/1 elektrolyysin aikana.A 310 g / l concentrated aqueous solution of 20 NaCl, pH 8.0, was fed to the anode space of the cell. Water was fed to the cathode space of the cell, and NaCl was electrolyzed in the cell at 90 ° C with a NaCl concentration in the anode space of 200 g / l during electrolysis.
Klooria ja laimentunutta NaCl-liuosta poistettiin 25 anoditilasta, ja vettä ja NaOH:n vesiliuosta (35 p-%) poistettiin katoditilasta.Chlorine and dilute NaCl solution were removed from the anode space, and water and aqueous NaOH (35 wt%) were removed from the cathode space.
22
Elektrolyysi tehtiin virrantiheydellä 1 kA/m ja kennojännitteellä 3,01 V.Electrolysis was performed at a current density of 1 kA / m and a cell voltage of 3.01 V.
Kaikkiaan 20 päivää kestäneen elektrolyysin jälkeen kenno avattiin ja kationinvaihtokalvo tutkittiin. Kalvon 30 havaittiin olevan kireä ja rypytön.After a total of 20 days of electrolysis, the cell was opened and the cation exchange membrane was examined. Film 30 was found to be taut and wrinkle-free.
Vertailun vuoksi toistettiin yllä mainittu elektrolyysi muuten samalla tavalla, mutta asentamalla elektrolyysikennoon 280yUm paksu kationinvaihtomembraanilevy,so. venyttämätön membraani.For comparison, the above-mentioned electrolysis was otherwise repeated in the same manner, but by installing a 280 cation thick cation exchange membrane plate in the electrolysis cell, i. unstretched membrane.
2 35 Virrantiheydellä 1 kA/m jännite oli 3,1 V, ja ken- 13 73009 nosta poistetun membraanin havaittiin oleyan ryppyinen ja löysä.2 35 At a current density of 1 kA / m, the voltage was 3.1 V, and the membrane removed from the lift was found to be wrinkled and loose.
Esimerkki 2Example 2
Esimerkin 1 mukainen elektrolyysi toistettiin 2 5 virrantiheydellä 2 kA/m . Tässä tapauksessa jännite oli 3,24 V ja kuten esimerkissä 1, kalvon havaittiin olevan kireä ja rypytön, kun se poistettiin kennosta.The electrolysis according to Example 1 was repeated at a current density of 2 kA / m 2. In this case, the voltage was 3.24 V and, as in Example 1, the film was found to be taut and wrinkle-free when removed from the cell.
yertailun vuoksi toistettiin yllä mainittu elektrolyysi siten, että asennettiin kennoon 280^um paksu kationin- 10 vaihtomembraanilevy, so. venyttämätön membraani.for comparison, the above electrolysis was repeated by installing a 280 μm-thick cation exchange membrane plate in the cell, i. unstretched membrane.
22
Virrantiheydellä 2 kA/m oli jännite 3,4 V, ja kennosta poistetun membraanin havaittiin olevan ryppyinen ja löysä.At a current density of 2 kA / m, the voltage was 3.4 V, and the membrane removed from the cell was found to be wrinkled and loose.
Esimerkki 3 15 Esimerkin 1 mukainen elektrolyysi toistettiin 2 virrantiheydellä 3 kA/m . Tässä tapauksessa jännite oli 3,52 V ja, samoin kuin esimerkissä 1, kennosta poistetun kalvon havaittiin olevan kireä ja rypytön.Example 3 The electrolysis according to Example 1 was repeated 2 at a current density of 3 kA / m. In this case, the voltage was 3.52 V and, as in Example 1, the film removed from the cell was found to be taut and wrinkle-free.
Vertailun vuoksi yllä mainittu elektrolyysi tois-20 tettiin siten, että elektrolyysikennoon asennettiin 280^um paksu kationinvaihtomembraanilevy, so. venyttämätön membraani .For comparison, the above-mentioned electrolysis was repeated by installing a 280 μm-thick cation exchange membrane plate in the electrolysis cell, i. unstretched membrane.
22
Virrantiheydellä 3 kA/m oli jännite 3,7 V, ja kennosta poistetun membraanin havaittiin olevan ryppyinen 25 ja löysä.At a current density of 3 kA / m, the voltage was 3.7 V, and the membrane removed from the cell was found to be wrinkled 25 and loose.
Esimerkki 4 11,5 cm x 11,5 cm kokoinen pala kationinvaihto-kalvoa, joka oli valmistettu tetrafluorietyleenin ja per-fluoriyinyylieetterin kopolymeeristä, joka sisälsi sulfoni-30 happoryhmiä kaliumsuolan muodossa, teipattiin reunoistaan PVC-nauhalla ja siten teipattu kalvo kiinnitettiin kiris-tyskehykseen. Kalvo lämmitettiin 180°C:een ja sitä venytettiin yhteen suuntaan nopeudella 0,85 m/min, kunnes kalvo oli venynyt kaksinkertaiseksi pituudeltaan. Sitten kalvo 35 jäähdytettiin ympäristön lämpötilaan ja poistettiin kiristys-kehyksestä.Example 4 A 11.5 cm x 11.5 cm piece of cation exchange film made of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorynyl ether containing sulfonic acid groups in the form of a potassium salt was taped at the edges with PVC tape and thus taped to a tightening frame. The film was heated to 180 ° C and stretched in one direction at a speed of 0.85 m / min until the film was stretched to twice its length. The film 35 was then cooled to ambient temperature and removed from the clamping frame.
14 7300914 73009
Kalvo asennettiin esimerkin 1 .mukaisen elektrolyysi- kennoon ja elektrolysoitiin esimerkin 1 mukaisesti, so.The membrane was installed in the electrolysis cell of Example 1 and electrolysed according to Example 1, i.
NaCl:n vesiliuosta elektrolysoitiin virrantiheydellä 2 2 kA/m . Syntyi NaOH-liuosta, jonka pitoisuus oli 25 p-%, 5 yirtahyötysuhteen ollessa 50 %. Kennojännite oli 2,95 V.The aqueous NaCl solution was electrolyzed at a current density of 2 2 kA / m. A NaOH solution with a concentration of 25% by weight was formed with an efficiency of 50%. The cell voltage was 2.95 V.
Kun elektrolyysikenno avattiin, kalvon havaittiin olevan kireä ja rypytön.When the electrolysis cell was opened, the film was found to be taut and wrinkle-free.
Vertailun vuoksi toistettiin elektrolyysi käyttäen yllä mainittua, mutta venyttämätöntä kalvoa. Kennojännite 10 oli 3,1 V ja NaOH:ia syntyi virtahyötysuhteella 57 %.For comparison, the electrolysis was repeated using the above-mentioned but unstretched film. The cell voltage 10 was 3.1 V and NaOH was generated at a current efficiency of 57%.
Kun kenno avattiin, havaittiin kalvon olevan ryppyinen ja löysä.When the cell was opened, the film was found to be wrinkled and loose.
Esimerkki 5Example 5
Esimerkin 4 mukainen venytys toistettiin sillä 15 muutoksella, että käytetty kalvo oli tetrafluorietyleenin ja periluorivinyylieetterin kopolymeeriä, joka sisälsi karboksyylihappometyyliesteriryhmiä, ja lämpötila, johon kalvo kuumennettiin venytyksen aikana, oli 80°C.The stretching according to Example 4 was repeated with the change that the film used was a copolymer of tetrafluoroethylene and perilovinyl ether containing carboxylic acid methyl ester groups, and the temperature to which the film was heated during stretching was 80 ° C.
Kalvo asennettiin esimerkin 1 mukaiseen elektro- 20 lyysikennoon, hydrolysoitiin käsittelemällä NaOH-liuoksella, ja elektrolysointi tehtiin esimerkin 3 mukaisesti, so.The membrane was mounted in the electrolysis cell of Example 1, hydrolyzed by treatment with NaOH solution, and the electrolysis was performed according to Example 3, i.
NaCl;n vesiliuosta elektrolysoitiin virrantiheydellä 2 3 kA/m . Syntyi NaOH-liuosta, jonka pitoisuus oli 35-%, virtahyötysuhteella 94 %. Kennojännite oli 3,32 V.The aqueous NaCl solution was electrolyzed at a current density of 2 3 kA / m. A 35% NaOH solution was formed with a current efficiency of 94%. The cell voltage was 3.32 V.
25 Kun elektrolyysikenno avattiin, kalvon havaittiin olevan kireä ja rypytön.25 When the electrolytic cell was opened, the film was found to be taut and wrinkle-free.
Vertailun vuoksi toistettiin elektrolyysi käyttäen yllä kuvattua, mutta venyttämätöntä kalvoa. Kennojännite oli 3,4 V, ja NaOH:ia syntyi virtahyötysuhteella 94 %.For comparison, the electrolysis was repeated using the above-described but unstretched film. The cell voltage was 3.4 V, and NaOH was generated at a current efficiency of 94%.
30 Kun kenno avattiin, kalvon havaittiin olevan ryp pyinen ja löysä.30 When the cell was opened, the membrane was found to be wrinkled and loose.
Esimerkki 6Example 6
Pala ioninvaihtokalvoa, joka oli tetrafluorietyleenin ja perfluorivinyylieetterin kopolymeeriä, joka 35 sisälsi karboksyylihappometyyliesteriryhmiä, siis esi- 15 73009 merkin 5 mukaista kalvoa, kuumennettiin lämpötilaan 67°C ja venytettiin yhteen suuntaan kiristyskehyksessä esimerkin 4 mukaisesti, paitsi että vetonopeus oli 1 m/min ja kalvo venytettiin 4,3-kertaiseksi, so. se venytettiin pituu-5 teen 430 % alkuperäisestä venytyksen suuntaan mitattuna.A piece of ion exchange film, a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether containing carboxylic acid methyl ester groups, i.e. the film of Example 5 of Mark 5, was heated to 67 ° C and stretched in one direction in a tensioning frame according to Example 4, except that the tensile speed was 4.3-fold, i.e. it was stretched at a length of 5 to 430% of the original as measured in the direction of stretch.
Kun venytys oli tehty, kalvo jäähdytettiin nopeasti ympäristön lämpötilaan ilmavirrassa ja poistettiin kehyksestä.After stretching, the film was rapidly cooled to ambient temperature in an air stream and removed from the frame.
Kun kalvo oli seissyt 15 min, sen havaittiin kutistuneen 15 % venytyksen suunnassa, niin että tässä suun-10 nassa mitattuna sen pituus oli 365 % alkuperäisestä.After standing for 15 minutes, the film was found to shrink by 15% in the direction of stretch, so that its length measured in this direction was 365% of the original.
Elektrolyysi tehtiin esimerkin 1 mukaisesti käyttäen yllä kuvattua kalvoa. 20 päivää kestäneen elektrolyysin jälkeen kalvon havaittiin olevan kireä ja rypytön. Esimerkit 7-9 15 Esimerkin 6 mukainen menettely toistettiin kol melle eri kalvonäytteelle sillä erotuksella, että ennen jäähdytystä ja kiristyskehyksestä poistamista näytteet karkaistiin venytyksen jälkeen pitämällä niitä lämpötilassa 67°C 1 min (esimerkiksi 7), 2 min (esimerkki 8) ja 20 3 min (esimerkki 9), vastaavasti.Electrolysis was performed according to Example 1 using the membrane described above. After 20 days of electrolysis, the film was found to be taut and wrinkle-free. Examples 7-9 The procedure of Example 6 was repeated for three different film samples with the difference that before cooling and removing from the clamping frame, the samples were hardened after stretching by holding at 67 ° C for 1 min (e.g. 7), 2 min (Example 8) and 20 3 min. (Example 9), respectively.
Kun kalvot olivat seisseet 15 min kehyksestä poistamisen jälkeen, niiden havaittiin kutistuneen veny-tyssuunnassa 11 % (esimerkki 7), 10 % (esimerkki 8) ja 9 % (esimerkki 9), vastaavasti, siten kalvojen pituudet oli-25 vat tässä suunnassa mitattuina 383 % (esimerkki 7), 387 % (esimerkki 8) ja 391 % (esimerkki 9) alkuperäisestä.After standing for 15 min after removal from the frame, the films were found to shrink in the stretching direction by 11% (Example 7), 10% (Example 8) and 9% (Example 9), respectively, thus the film lengths measured in this direction were 383. % (Example 7), 387% (Example 8) and 391% (Example 9) of the original.
Eleketrolyysi tehtiin esimerkin 1 mukaisesti käyttäen kutakin edellä mainittua kalvoa. 20 päivää kestäneen elektrolyysin jälkeen kunkin kalvon havaittiin olevan 30 kireä ja rypytön.Electrolysis was performed according to Example 1 using each of the above membranes. After 20 days of electrolysis, each membrane was found to be 30 taut and wrinkle-free.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8204574 | 1982-02-17 | ||
GB8204574 | 1982-02-17 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI830546A0 FI830546A0 (en) | 1983-02-17 |
FI830546L FI830546L (en) | 1983-08-18 |
FI73009B true FI73009B (en) | 1987-04-30 |
FI73009C FI73009C (en) | 1987-08-10 |
Family
ID=10528385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI830546A FI73009C (en) | 1982-02-17 | 1983-02-17 | INSTALLATION AV IONBYTARMEMBRAN I EN ELEKTROLYSCELL. |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0086595B1 (en) |
JP (1) | JPS5940913B2 (en) |
AT (1) | ATE57960T1 (en) |
AU (1) | AU551412B2 (en) |
CA (1) | CA1203508A (en) |
CS (1) | CS269953B2 (en) |
DD (1) | DD206609A5 (en) |
DE (1) | DE3381961D1 (en) |
ES (1) | ES519874A0 (en) |
FI (1) | FI73009C (en) |
GB (1) | GB8302639D0 (en) |
HU (1) | HU186638B (en) |
IN (1) | IN158899B (en) |
MA (1) | MA19718A1 (en) |
NO (1) | NO162122C (en) |
PH (1) | PH19159A (en) |
PL (1) | PL139614B1 (en) |
SU (1) | SU1510721A3 (en) |
YU (1) | YU44378B (en) |
ZA (1) | ZA83885B (en) |
ZW (1) | ZW3983A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58201823A (en) * | 1982-05-18 | 1983-11-24 | Asahi Glass Co Ltd | Preparation of ion exchange memerane |
JPS5943033A (en) * | 1982-09-02 | 1984-03-09 | Tokuyama Soda Co Ltd | Cation exchange membrane |
DE3473476D1 (en) * | 1983-11-29 | 1988-09-22 | Ici Plc | Production of ion-exchange membrane |
GB8331860D0 (en) * | 1983-11-29 | 1984-01-04 | Ici Plc | Exchange membrane |
DK501485A (en) * | 1984-11-05 | 1986-05-06 | Dow Chemical Co | ELECTROLYTE CELL AND METHOD OF OPERATING THE SAME |
CN109790636B (en) * | 2017-01-27 | 2020-11-03 | 旭化成株式会社 | Ion exchange membrane and electrolytic cell |
CN118424867A (en) * | 2021-12-03 | 2024-08-02 | 山东东岳高分子材料有限公司 | Method for preventing chlor-alkali ion membrane from generating pockmarks |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE758820A (en) * | 1969-11-13 | 1971-05-12 | Celanese Corp | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF OPEN-CELL MICROPOROUS FILMS |
US4000057A (en) * | 1974-11-21 | 1976-12-28 | Hooker Chemicals & Plastics Corporation | Electrolytic cell membrane conditioning |
US4124477A (en) * | 1975-05-05 | 1978-11-07 | Hooker Chemicals & Plastics Corp. | Electrolytic cell utilizing pretreated semi-permeable membranes |
-
1983
- 1983-01-31 GB GB838302639A patent/GB8302639D0/en active Pending
- 1983-02-02 DE DE8383300526T patent/DE3381961D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-02-02 AT AT83300526T patent/ATE57960T1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-02 EP EP83300526A patent/EP0086595B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-07 ZW ZW39/83A patent/ZW3983A1/en unknown
- 1983-02-08 IN IN79/DEL/83A patent/IN158899B/en unknown
- 1983-02-09 ZA ZA83885A patent/ZA83885B/en unknown
- 1983-02-11 AU AU11348/83A patent/AU551412B2/en not_active Ceased
- 1983-02-14 HU HU83485A patent/HU186638B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-14 MA MA19936A patent/MA19718A1/en unknown
- 1983-02-15 YU YU343/83A patent/YU44378B/en unknown
- 1983-02-15 PL PL1983240585A patent/PL139614B1/en unknown
- 1983-02-15 PH PH28518A patent/PH19159A/en unknown
- 1983-02-16 JP JP58022982A patent/JPS5940913B2/en not_active Expired
- 1983-02-16 NO NO830523A patent/NO162122C/en unknown
- 1983-02-16 SU SU833552566A patent/SU1510721A3/en active
- 1983-02-17 FI FI830546A patent/FI73009C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-17 CA CA000421822A patent/CA1203508A/en not_active Expired
- 1983-02-17 ES ES519874A patent/ES519874A0/en active Granted
- 1983-02-17 DD DD83248032A patent/DD206609A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-17 CS CS831075A patent/CS269953B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU186638B (en) | 1985-08-28 |
FI830546L (en) | 1983-08-18 |
ZA83885B (en) | 1983-11-30 |
PH19159A (en) | 1986-01-16 |
SU1510721A3 (en) | 1989-09-23 |
FI73009C (en) | 1987-08-10 |
AU551412B2 (en) | 1986-05-01 |
IN158899B (en) | 1987-02-14 |
JPS5940913B2 (en) | 1984-10-03 |
EP0086595B1 (en) | 1990-10-31 |
MA19718A1 (en) | 1983-10-01 |
ES8403331A1 (en) | 1984-03-16 |
EP0086595A1 (en) | 1983-08-24 |
PL240585A1 (en) | 1983-10-24 |
CA1203508A (en) | 1986-04-22 |
AU1134883A (en) | 1983-08-25 |
CS107583A2 (en) | 1989-09-12 |
ZW3983A1 (en) | 1984-09-05 |
DD206609A5 (en) | 1984-02-01 |
NO162122C (en) | 1989-11-08 |
YU44378B (en) | 1990-06-30 |
FI830546A0 (en) | 1983-02-17 |
NO830523L (en) | 1983-08-18 |
NO162122B (en) | 1989-07-31 |
JPS58151483A (en) | 1983-09-08 |
GB8302639D0 (en) | 1983-03-02 |
ES519874A0 (en) | 1984-03-16 |
DE3381961D1 (en) | 1990-12-06 |
CS269953B2 (en) | 1990-05-14 |
YU34383A (en) | 1985-12-31 |
PL139614B1 (en) | 1987-02-28 |
ATE57960T1 (en) | 1990-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4124477A (en) | Electrolytic cell utilizing pretreated semi-permeable membranes | |
US5168005A (en) | Multiaxially reinforced membrane | |
FI73009B (en) | INSTALLATION AV IONBYTARMEMBRAN I EN ELEKTROLYSCELL. | |
JPS607710B2 (en) | Electrolysis method of alkali metal chloride using diaphragm electrolyzer | |
US4990228A (en) | Cation exchange membrane and use | |
EP0066127B1 (en) | Ion exchange membrane electrolytic cell | |
US4988364A (en) | Coated cation exchange yarn and process | |
US4617163A (en) | Production of ion-exchange membrane | |
KR910003960B1 (en) | Production of ion-exchange membrane | |
EP0143606B1 (en) | Production of ion-exchange membrane | |
US4996098A (en) | Coated cation exchange fabric and process | |
JPS60149631A (en) | Manufacture of oriented film of fluorinated ion exchange polymer | |
CA2010844A1 (en) | Cation exchange reinforced membrane and process | |
KR890001408B1 (en) | Installation of ion exchange membrane in electrolytic cell | |
US4061550A (en) | Process for electrolysis | |
US5512143A (en) | Electrolysis method using polymer additive for membrane cell operation where the polymer additive is ionomeric and added to the catholyte | |
US4285795A (en) | Electrolysis apparatus | |
EP0385427A2 (en) | Cation exchange membrane reinforced with a cation exchange fabric | |
JPS62124130A (en) | Restoration of performance of fluorine-containing ion exchange membrane for alkali chloride electrolysis | |
JPS6013436B2 (en) | How to install an ion exchange membrane | |
NO141420B (en) | PROCEDURE FOR AA REPAIR LOTS OF A DAMAGED CO-POLYMERDIA FRAGMA FOR ELECTROLYSIS CELLS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC |