HU186638B - Method for mounting ion-changing diaphragm into electrolytic cell - Google Patents
Method for mounting ion-changing diaphragm into electrolytic cell Download PDFInfo
- Publication number
- HU186638B HU186638B HU83485A HU48583A HU186638B HU 186638 B HU186638 B HU 186638B HU 83485 A HU83485 A HU 83485A HU 48583 A HU48583 A HU 48583A HU 186638 B HU186638 B HU 186638B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- membrane
- stretching
- expanded
- electrolytic cell
- ion exchange
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (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
Találmányunk tárgya eljárás ioncserélő membrán elektrolitikus cellába történő beszerelésére.The present invention relates to a method for mounting an ion exchange membrane in an electrolytic cell.
Az ismert elektrolitikus cellák több anódot és katódot tartalmaznak. Minden anódot a szomszédos katódtól ioncserélő membrán választ el és az ioncserélő membránok az elektrolitikus cellát több anód- és katód-kamrára osztják. A cella anód-kamrái az elektrolitnak a cellába történő betáplálására szolgáló szervvel — előnyösen közös tárolóval — és az elektrolízis termékeinek a cellából történő eltávolítására szolgáló szervvel vannak ellátva. Hasonlóképpen a cella katód-kamráinak az elektrolízis termékeinek a cellából történő eltávolítására szolgáló szerve és adott esetben víznek avagy más folyadéknak a cellába történő betáplálására szolgáló szerve van. Az elektrolitikus cellák monopoláros vagy bipoláros típusba sorolhatók.Known electrolytic cells contain multiple anodes and cathodes. Each anode is separated from the adjacent cathode by an ion exchange membrane and the ion exchange membranes divide the electrolytic cell into a plurality of anode and cathode chambers. The anode chambers of the cell are provided with an organ for supplying the electrolyte to the cell, preferably a common container, and an organ for removing the electrolysis products from the cell. Likewise, the cell cathode chambers have an organ for removing electrolysis products from the cell and optionally an organ for supplying water or other liquid to the cell. Electrolytic cells can be classified as monopolar or bipolar.
így pl a szűrőprcs típusba tartozó elektrolitikus celláknak nagyszámú, egymást felváltó anódja és katódja van. Ezek a cellák 50—50 egymással váltakozó anódot és katódot tartalmazhatnak, azonban ismeretesek olyan cellák is, amelyekben az egymással váltakozó anódok és katódok száma a 150-et is eléri.For example, the electrolytic cells of the filter press type have a plurality of alternating anodes and cathodes. These cells may contain 50 to 50 alternating anodes and cathodes, but there are also known cells in which the number of alternating anodes and cathodes is more than 150.
Az elektrolitikus cellákban lényegében hidraulikusan impermeábilis membránok kerülnek alkalmazásra. Használat közben a cella anód- és katód-kamrái között ionok (pl. hidratált ionok) haladnak át. így pl. vizes alkálifémklorid-oldatok kationcserélő membránokkal ellátott cellában történő elektrolízise esetében az oldatot a cella anód-kamráiba vezetik be és az elektrolízis során fejlődő klórt, valamint a kimerült alkálifém-kíorid-oldatot az anód-kamrákból eltávolítjuk, míg az alkálifém ionok a membránokon keresztül a cella katód-kamrái felé haladnak. A katód-kamrákba vizet vagy híg alkálifém-hidroxidoldatot táplálhatnak be, és az alkálifém-ionok és hidroxilionok reakciója során képződő hidrogént és alkálifémhidroxid-oldatot a cella katód-kamráiból eltávolítják.In electrolytic cells, essentially hydraulically impermeable membranes are used. During use, ions (e.g., hydrated ions) pass between the anode and cathode chambers of the cell. so e.g. in the case of electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions in a cell with cation exchange membranes, the solution is introduced into the anode chambers of the cell and the chlorine evolved during the electrolysis and the spent alkali metal chloride solution are removed from the anode chambers, while the alkali metal ions are removed moving toward its cathode chambers. Water or dilute alkali metal hydroxide solution can be introduced into the cathode chambers and hydrogen and alkali metal hydroxide formed during the reaction of the alkali metal ions and hydroxyl ions are removed from the cathode chambers of the cell.
A fenti típusú elektrolitikus cellákat elsősorban idór és nátrium-hidroxid vizes nátrium-klorid-oldat elektrolízisével történő előállítására alkalmazzák.The electrolytic cells of the above type are used primarily for the preparation of idor and sodium hydroxide by electrolysis of aqueous sodium chloride solution.
A fenti clektrolit’kus cellákban a membránt pl. tömítések közé történő befogással erősítik a cellához. Kívánatos, hogy a membránt feszes állapotban szereljék be a cellába, és hogy a membrán az elektrolitnak a cellába történő betáplálása alatt és a cella működése folyamán lényegében feszes állapotban legyen. A membrán száraz állapotban történő beszerelése esetén azonban azt tapasztalták, hogy a cella működése folyamán, amikor a cellában lévő membrán az elektrolittal érintkezik, a membrán megduzzad és kitágul és ennek következtében lazává válik, sőt meggyűrődhet. Ennek következtében a gázleadás egyenetlenné válik és a cellában lévő feszültség megnő. Ez a jelenség különösen az alacsony vagy zéró anód-katód hézagra tervezett cellák esetében hátrányos.For example, the membrane in the above-mentioned clectrolytic cells may be secured to the cell by clamping between seals. It is desirable for the membrane to be mounted in a tight state in the cell and for the membrane to be substantially tight during the introduction of the electrolyte into the cell and during cell operation. However, when the membrane is installed in the dry state, it has been found that during cell operation, when the membrane in the cell contacts the electrolyte, the membrane swells and expands and consequently becomes loose and even wrinkled. As a result, the gas discharge becomes uneven and the voltage in the cell increases. This phenomenon is particularly disadvantageous for cells designed for low or zero anode-cathode gap.
A membrán használat közben bekövetkező megduzzadásából adódó problémák enyhítésére az alábbi módszert javasolták: a membránt az elektrolitikus cellába történő beépítés előtt elő-duzzasztják (pl. a membrán vízbe, vizes nátrium-klorid-oldatba vagy vizes nátriumhidroxid-oldalba történő bemártásával). Ideális esetben a membránt hozzávetőlegesen olyan mértékű clő-duzzasztásnak vetik alá, amely mértékben a száraz membrán az elektrolitikus cellában az elektrolittal való érintkezéskor megduzzadna.To alleviate the problems caused by membrane swelling during use, the following method has been suggested: the membrane is pre-swelled prior to incorporation into the electrolytic cell (eg by immersion of the membrane in water, aqueous sodium chloride solution or aqueous sodium hydroxide). Ideally, the membrane is subjected to an approximate amount of clod swelling to the extent that the dry membrane would swell in the electrolytic cell upon contact with the electrolyte.
A 4.000.057 sz. amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírásban az alábbi módszert ismertetik membrá2 noknakaz elektrolitikus cellába való beszerelése előtt történő elő-duzzasztására: a membránt folyékony közeggel hozzák érintkezésbe és a membrán a folyékony közeggel való érintkezés után legalább 4 órán át az idő függvényében lényeges lapos kiteijedés-görbét mutat. Folyékony közegként előnyösen etilén-glikol, glicerin és hosszabb szénláneú zsíraíkoholok vizes oldatai alkalmazhatók.No. 4,000,057. U.S. Pat. shows. Aqueous media preferably include aqueous solutions of ethylene glycol, glycerol and longer-chain fatty alcohols.
Bár a fenti módszerek segítségével az elektrolitikus cellába szerelt membránok elektrolittal való érintkezésekor fellépő problémák részben kiküszöbölhetők, az ismert eljárások komoly hátrányokkal járnak. így az eíőduzzasztott membránok nedves állapotban vannak és az elektrolitikus cellába történő beépítés alatt nedvesek maradnak és ennek következtében nehezen kezelhetők. Amennyiben a membránt az elő-duzzasztás alatt korrózív folyadékkal (pl. nátrium-hidroxid-oldattal) hozzák érintkezésbe, külön speciális kezelési óvintézkedésekre van szükség. További nehézségek tapasztalhatók a nedves membránnak az elektrolitikus cellába történő szivárgásálló beszerelése során (pl. amikor a membránt két tömítés között rögzítik).Although the above methods can partially eliminate the problems of contacting the membranes mounted in the electrolytic cell with the electrolyte, the known methods have serious drawbacks. Thus, the pre-swollen membranes are wet and remain wet during insertion into the electrolytic cell and are consequently difficult to handle. If the membrane is exposed to a corrosive fluid (eg, sodium hydroxide solution) during pre-swelling, special special handling precautions are required. Further difficulties are encountered in leakproof mounting of the wet membrane to the electrolytic cell (e.g., when the membrane is fixed between two seals).
Találmányunk célkitűzése ioncserélő membránoknak elektrolitikus cellába történő olyan beépítési eljárásának kidolgozása, amely az ismert módszerek fent ismertetett hátrányait kiküszöböli.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of incorporating ion exchange membranes into an electrolytic cell which overcomes the disadvantages of the known methods described above.
Találmányunk tárgya eljárás ioncserélő csoportokat vagy azok ioncserélő csoportokká átalakítható származékait tartalmazó szerves polimertartalmú ioncserélő membránok elektrolitikus cellába történő beszerelésére, az ioncserélő membrán kiterjesztése és a kiterjesztett membránnak az elektrolitikus cellához vagy annak egy részéhez történő rögzítése útján, azzal jellemezve, hogy a membránt az egységnyi membránsúiyhoz tartozó felület növelése céljából nyújtással kiterjesztjük.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for installing organic polymeric ion exchange membranes containing ion exchange groups or derivatives thereof which can be converted into ion exchange groups in an electrolytic cell by extending the ion exchange membrane and attaching the expanded membrane to the electrolytic cell or a part thereof. stretch to extend the surface.
Á találmányunk szerinti eijárás során a lap, lemez vagy fdm alakban lévő membránt nyújtással terjesztjük ki és ily módon a membrán egységnyi súlyához tartozó membrán-felületet megnöveljük.In the process of the present invention, the membrane in sheet, plate or fdm form is expanded by stretching, thereby increasing the membrane surface per unit weight of the membrane.
A membrán kitágítása nem igényel duzzadást, tehát a membrán kiterjesztéséhez folyékony közeg jelenléte nem szükséges. A nyújtással történő kiterjesztést általában és előnyösen száraz membránnal végezzük el és ily módon a folyékony közeg alkalmazásával járó hátrányokat kiküszöböljük. A membrán kiterjesztése során a membránt nem csupán magasabb hőmérsékleten és nyomáson történő préselésnek vetjük alá.Expanding the membrane does not require swelling, so no fluid is required to expand the membrane. Stretching is generally and preferably carried out on a dry membrane, thereby eliminating the disadvantages of using a liquid medium. During the expansion of the membrane, the membrane is not only subjected to compression at elevated temperatures and pressures.
A membrán nyújtását a membrán elszakadásának elkerülése céljából óvatosan végezzük el. A membrán elszakadásának kiküszöbölése céljából a membrán feszítését előnyösen magasabb hőmérsékleten végezzük el.Carefully stretch the membrane to avoid rupture of the membrane. Preferably, the membrane is tensioned at elevated temperatures to prevent rupture of the membrane.
A találmányunk tárgyát képező eljárás egyik előnyös foganatosítási módja szerint ioncserélő membránokat oly módon szerelünk be elektrolitikus cellába, hogy az ioncserélő membránt magasabb hőmérsékletre melegítjük, a membránt magasabb hőmérsékleten nyújtjuk és a kiterjesztett, megnyújtott membránt az elektrolitikus cellához vagy annak valamelyik részéhez rögzítjük.In a preferred embodiment of the process of the present invention, the ion-exchange membranes are mounted in an electrolytic cell by heating the ion-exchange membrane to a higher temperature, stretching the membrane at a higher temperature, and attaching the extended, elongated membrane to the electrolytic cell.
Előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a membránt magasabb hőmérsékleten feszítjük, majd alacsonyabb hőmérsékletre (pl. szobahőmérsékletre vagy e körüli hőfokra) hűtjük, miközben a kiterjesztett megnyújtott állapotban tartjuk, majd a kiterjesztett, kifeszített membránt az elektrolitikus cellához vagy annak valamely részéhez rögzítjük.Advantageously, the membrane is stretched at a higher temperature and then cooled to a lower temperature (e.g., room temperature or about) while maintaining the extended elongated membrane and then securing the expanded stretched membrane to the electrolytic cell or a portion thereof.
A feszítést pl. oly módon végezhetjük el, hogy aThe tension can be eg. can be done in such a way that a
186 638 membránt eltérő kerületi sebességgel forgó hengerek körül és azok között átvezetjük, és a kiterjesztett, megnyújtott membránt alacsonyabb hőmérsékletre hűtjük. Eljárhatunk oly módon is, hogy a membrán ellentétes szegélyeire feszítőerőt gyakorolunk, majd a kiterjesztett, megnyújtott membránt alacsonyabb hőmérsékletre hűtjük. A membrán nyújtását feszítő keretben vagy feszítő berendezés segítségével is elvégezhetjük.The diaphragm 186,638 is passed through and between the rotating rollers at different circumferential speeds, and the extended elongated diaphragm is cooled to a lower temperature. It is also possible to apply tension to the opposite edges of the membrane and then cool the expanded, elongated membrane to a lower temperature. The stretching of the membrane may also be carried out in a tensioning frame or by means of a tensioning device.
A membránt egytengelyű vagy kéttengelyű feszítésnek vethetjük alá. A kéttengelyű feszítés két irányban egyidejűleg vagy egymás után történhet.The membrane may be subjected to uniaxial or biaxial tensioning. Biaxial tensioning in two directions can occur simultaneously or sequentially.
A membrán egytengelyű nyújtása esetében a membránnak a feszítés irányához képest keresztirányú összehúzódásának megakadályozása céljából a membrán szemben álló szegélyeihez viszonylag merev anyagból készült csíkokat erősíthetünk.In the case of unidirectional stretching of the diaphragm, strips of relatively rigid material may be attached to opposing edges of the diaphragm to prevent transverse contraction of the diaphragm.
Amennyiben a membránt magasabb hőmérsékleten nyújtjuk és különösen ha a kiterjesztett, nyújtott állapotban lévő membránt alacsonyabb hőmérsékletre (pl. szobahőmérsékletre vagy e körüli hőfokra) hűtjük, a membrán nyújtása által létrehozott kiterjedés legalább részben a membránba „bezáródik”. A kiterjesztett, megnyújtott membrán az elektrolitikus cellába történő beszerelés és odaerősítés után az elektrolittal érintkezésbe kerül. Ha ez az érintkezés magasabb hőmérsékleten következik be (pl. klór-alkáli cellában, vizes alkálifémklorid-oldattal, 95 °C-ig terjedő hőmérsékleten érintkezik), a membránba bezárt „kiteqedés” részben vagy teljesen felszabadulhat és megkezdődik a membránnak az eredeti állapotra történő összehúzódása, bár a membrán az elektrolitikus cellában természetesen feszített állapotban van. A fenti összehúzódási hajlam ellen hat a membrán és az elektrolit érintkezése által bekövetkező duzzadás okozta membrán-kiterjedés, és ennek eredményeként az elektrolitikus cellába beszerelt membrán feszes marad és a cella üzemelése során nem gyúródik meg.If the membrane is stretched at a higher temperature, and especially if the expanded stretched membrane is cooled to a lower temperature (e.g., room temperature or temperature), the expansion created by stretching the membrane will at least partially "seal". The extended elongated membrane is contacted with the electrolyte after installation and attachment to the electrolytic cell. If this contact occurs at elevated temperatures (e.g., in a chlor-alkali cell with an aqueous alkali metal chloride solution at temperatures up to 95 ° C), the "crystallization" enclosed in the membrane may be partially or completely released and the membrane shrinkage to its original state. , although the membrane in the electrolytic cell is naturally stretched. The above tendency to shrink is counteracted by the expansion of the membrane due to the swelling caused by the contact between the membrane and the electrolyte, and as a result the membrane mounted in the electrolytic cell remains tight and does not crease during cell operation.
A nyújtás által előidézett kiterjedés előnyösen hozzávetőleg ugyanakkora vagy nagyobb, mint a membrán és az elektrolit érintkezése által előidézett duzzadás okozta kiterjedés. Ennek következtében ugyanis a cellában lévő elektrolittal érintkező membrán feszes marad. Bizonyos esetekben azonban előnyös lehet, ha a nyújtás által előidézett kiterjedés valamivel kisebb, mint a membrán és az elektrolit érintkezése által bekövetkezett duzzadás okozta kiterjedés. A nyújtás által előidézett kiterjedés előnyös mértékét kísérleti úton egyszerűen meghatározhatjuk.The stretch caused by stretching is preferably about the same or greater than the swelling caused by the contact between the membrane and the electrolyte. As a result, the membrane in contact with the electrolyte in the cell remains tight. In some cases, however, it may be advantageous if the stretch caused by stretching is slightly smaller than the swelling caused by contact between the membrane and the electrolyte. The advantageous extent of stretch-induced extension can be easily determined experimentally.
A membrán nyújtása által előidézett kiterjedés a membrán egységnyi súlyához tartozó membrán-felületet legalább 2%-kal, előnyösen legalább 5%-kal megnöveli. A membrán nagymértékű kiterjedését oly módon idézhetjük elő, hogy a feszítés révén az egységnyi membránsúlyhoz tartozó membrán-felületet legalább 50%-kal vagy legalább 100%-kal vagy akár 10-szeresére vagy még nagyobb mértékben növeljük meg. A nagyobb mértékű megnyújtás további előnyökkel is jár. így pl. a nyújtással nagyobb mértékben kiterjesztett membránokat beépítve, az elektrolitikus cella kisebb feszültséggel működtethető, ami számottevő energiaköltség-megtakarításhoz vezet. Ezen kívül az elektrolízis termékei jobb áramhatásfokkal állíthatók elő.The expansion caused by stretching the membrane increases the membrane surface area per unit weight of the membrane by at least 2%, preferably by at least 5%. The large expansion of the membrane can be achieved by tensioning the membrane surface per unit membrane weight by at least 50% or at least 100% or up to 10 times or more. Higher elongation offers additional benefits. so e.g. by incorporating stretching membranes that are more extensively stretched, the electrolytic cell can be operated at a lower voltage, leading to significant energy cost savings. In addition, the products of electrolysis can be produced with better current efficiency.
Abból a célból, hogy a membrán megnyújtása által előidézett kiterjedés nagy része a membránban „bezáródjék”, a membránt magasabb hőmérsékletről alacsonyabb hőmérsékletre hűtjük, miközben a membránt kiterjesztett, megnyújtott állapotban tartjuk. Az ily módon kezelt membránnak az elektrolitikus cellában történő felhasználása esetén azonban a membrán és az elektrolit magasabb hőmérsékleten való érintkezéskor fellépő membrán-összehúzódás sokkal nagyobb lehet, mint a membrán és az elektrolit érintkezése által bekövetkező duzzadás okozta kiterjedés és ennek következtében a membrán szakadásra hajlamossá válhat. A szakadásra való hajlam jelentkezése attól függ, hogy a membránt nyújtással milyen mértékben terjesztettük ki.In order to cause most of the expansion caused by stretching of the membrane to "seal" in the membrane, the membrane is cooled from a higher temperature to a lower temperature while maintaining the membrane in an extended, extended state. However, when a membrane so treated is used in an electrolytic cell, the membrane contraction upon contact between the membrane and the electrolyte at elevated temperatures may be much larger than the expansion due to the swelling between the membrane and the electrolyte and may consequently become susceptible to rupture. The manifestation of the tendency to rupture depends on the extent to which the membrane has been expanded by stretching.
Amennyiben a membránt nyújtással jelentős mértékben kiterjesztettük, egységnyi membrán-súlyhoz tartozó nagyobb membrán-felület kialakítása és az elektrolitikus celkskban lényegesen alacsonyabb feszültség alkalmazását lehetővé tevő membrán előállítása céljából a kiterjesztett és megnyújtott membránt előnyösen lágyítjuk. A lágyítást oly módon végezhetjük el, hogy a kiterjesztett és megnyújtott membránt magasabb hőmérsékleten melegítjük, majd alacsonyabb hőmérsékletre hűtjük. Ily módon megfelelő nagyságú kiterjedés „záródik be” a membránba, ahhoz, hogy a membrán az elektrolitikus cell íban történő üzemelés alatt feszes maradjon, ne gyűröd,ön és az elszakadásra való hajlam ne jelentkezzék.If the membrane is significantly expanded by stretching, the expanded and elongated membrane is preferably softened to provide a larger membrane surface area per unit membrane weight and to provide a substantially lower voltage in the electrolytic cell. The annealing can be accomplished by heating the expanded and elongated membrane at a higher temperature and then cooling to a lower temperature. In this way, an expansion of sufficient size is "sealed" in the membrane so that the membrane remains tight during operation in the electrolytic cell without wrinkling, self-rupture or tendency to tear.
A nyújtással történő kiterjesztéshez általában film alakban lévő membránt alkalmazhatunk, amelynek vastagsága 0,2- 2 mm lehet.For stretching stretching, a film in the form of a film having a thickness of 0.2 to 2 mm can generally be used.
Bár a megnyújtással rendkívül vékony membránok előí.llíthatók, a membránt feszítéssel és nyújtással célszerűen csak olyan vékonyságúra alakítjuk, hogy az elektrolitikus cellában való alkalmazás során ne károsodjék. A kiterjesztett és megnyújtott membrán vastagsága általában legalább 0,02 mm, előnyösen legalább 0,1 mm.Although extremely thin membranes can be produced by stretching, the membrane is preferably stretched and stretched to such a degree that it is not damaged during use in the electrolytic cell. The thickness of the extended and elongated membrane is generally at least 0.02 mm, preferably at least 0.1 mm.
A membrán feszítésekor alkalmazott magasabb hőmérséklet értéke a membrán természetétől függ. így általában 40 °C-ná! magasabb, előnyösen 55 °C-nál magasabb hőmérsékletet alkalmazunk. Az adott membrántípus találmányunk szerinti átalakításánál alkalmazott hőmérséklet értékét kísérleti úton egyszerűen meghatározhatjuk. A hőmérséklet nem emelhető olyan magas értékre, amelyen a membrán szerves polimer-anyaga megolvad vagy számottevő mértékben bomlik. A nyújtásnál alkalmazott hőmérséklet 150 °C-nál általában nem magasabb.The higher temperature used when stretching the membrane depends on the nature of the membrane. so generally at 40 ° C! higher temperatures, preferably higher than 55 ° C. The temperature used in the conversion of a given membrane type according to the invention can be easily determined experimentally. The temperature cannot be raised to such a high level that the organic polymeric material of the membrane melts or is significantly degraded. The temperature used for stretching is generally not higher than 150 ° C.
Amennyiben a kiterjesztett és megnyújtott membránt lágy ítjuk, a lágyítási hőmérséklet a membrán feszítésénél alkalmazott hőmérséklettel azonos vagy ahhoz közelálló érték. A lagyítási hőmérséklet a feszítésnél alkalmazott hőmérsékletnél magasabb lehet. A kiterjesztett és megnyújtott membrán lágyításánái alkalmazott idő határozza meg a membrán alacsonyabb hőmérsékletre történő lehűtéskor a membránba „bezáródó” kiterjedés mértékét. Minél hosszabb ideig végezzük el a lágyitást, annál kevesebb kiterjedés „záródik be” a membránba. A lagyítási idő általában legalább 1 perc és általában legfeljebb 5 óra.When the expanded and elongated membrane is softened, the softening temperature is equal to or close to that used for tensioning the membrane. The magnification temperature may be higher than the temperature used for tensioning. The time used to soften the extended and elongated membrane determines the extent to which the membrane is "sealed" when cooled to a lower temperature. The longer the softening process is carried out, the less it will "seal" in the membrane. The magnification time is usually at least 1 minute and usually at most 5 hours.
A membránt előnyösen szobahőmérsékletre vagy ehhez közeli értékre hifijük le.Preferably, the membrane is brought to room temperature or near.
Amennyiben a membránt nyújtással nagymértékben kívánjuk kiterjeszteni, igen előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a membránt magasabb hőmérsékleten feszítjük, majd alacsonyabb hőmérsékletre (pl. szobahőmérsékletre vagy ehhez közeli értékre) hűtjük, miközben a membránt kiterjesztett és megnyújtott állapotban tartjuk, majd a magasabb hőmérsékleten történő 3If the membrane is to be extensively expanded by stretching, it is very advantageous to stretch the membrane at a higher temperature and then to cool it to a lower temperature (e.g., room temperature or near) while maintaining the membrane in an extended and elongated state. 3
186 638 nyújtással végzett kiterjesztést és a lehűtést legalább egyszer megismételjük. Ily módon a feszítés által létrehozott kiterjesztést több lépésben alakítjuk ki és ennek következtében a membrán károsodásra (pl. feszítés közben bekövetkező szakadásra) kevésbé hajlamos.The extension of 186,638 stretching and cooling is repeated at least once. In this way, the expansion created by the tension is formed in several steps and, as a result, the membrane is less prone to damage (e.g., rupture during tension).
A találmányunk szerinti eljárás során ioncserélő membránként előnyösen savas csoportokat vagy savas csoporttá alakítható származékaikat tartalmazó kationcserélő membránokat alkalmazhatunk. Az elektrolitikus cellák több típusában uralkodó korrózív körülményekkel szembeni ellenállóképesség biztosítása céljából - különösen klór-alkáli elektrolízisnél alkalmazott cellák esetében — előnyösen savas csoportokat vagy származékaikat tartalmazó fluor-polimerekből, különösen előnyösen perfluor-polimerekbó'l álló membránokat alkalmazhatunk.Preferably, the ion exchange membranes used in the process of the present invention are cation exchange membranes containing acidic groups or derivatives thereof which can be converted into acidic groups. To provide resistance to the corrosive conditions prevailing in several types of electrolytic cells, especially those used in chlor-alkali electrolysis, membranes composed of fluoropolymers containing acidic groups or derivatives thereof, preferably perfluoropolymers, may be used.
A savas csoportok előnyösen szulfonsav-, karbonsavvagy foszfonsav-csoportok lehetnek. A membrán két vagy több különböző savas csoportot is tartalmazhat. A savas csoportok származékaiként a savas csoportok sói (pl. fémsói, különösen alkálifémsói) jöhetnek tekintetbe. A savas csoportok származékai előnyösen hidrolízissel savas csoportokká alakítható csoportok lehetnek, pl. —SO2F és —COF, nitrilcsoportok (—CN), savamidcsoportok (-CONR2, ahol R jelentése hidrogénatom vagy alkilcsoport) és savészter-csoportok (pl. — COOR, ahol R alkílcsoportot jelent).The acidic groups are preferably sulfonic, carboxylic or phosphonic acid groups. The membrane may also contain two or more different acidic groups. Suitable derivatives of the acidic groups include salts of the acidic groups (e.g., metal salts, especially alkali metal salts). Derivatives of acidic groups are preferably groups which can be converted to acidic groups by hydrolysis, e.g. -SO 2 F and -COF, nitrile groups (-CN), acid amide groups (-CONR 2 where R is hydrogen or alkyl) and acid ester groups (e.g. - COOR where R is alkyl).
Kationcserélő membránként előnyösen az 1.184.321, 1.402.920,1.406.673,1.455.070, 1.497.748, 1.497.749, 1.518.387 és 1.531.068 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírásban ismertetett membránok alkalmazhatók.Preferably, cation exchange membranes are Nos. 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. The membranes described in the British patent can be used.
Előnyösen alkalmazhatunk hidrolízissel ioncserélő savas csoportokká alakítható csoportokat tartalmazó membránokat, mert ezek nyújtásra általában alkalmasabbak. így pl. ioncserélő csoportként karboxilcsoportokat tartalmazó fluor-polimerből álló membránokat, előnyösen a karboxilcsoportokat észterezett formában (pl. metilészter alakjában) tartalmazó membránt, vethetünk alá feszítésnek.Membranes containing groups which can be converted into ion-exchange acidic groups by hydrolysis are preferred because they are generally more suitable for stretching. so e.g. as ion exchange groups, membranes of fluoropolymer containing carboxyl groups, preferably those of carboxyl groups in an esterified form (e.g., methyl ester), may be subjected to stretching.
A hidrolízissel ioncserélő csoportokká alakítható csoportokat tartalmazó membránok esetében a hidrolízist pl. oly módon végezhetjük el, hogy a membránt vizes alkálifém-hidroxid-oldattal (pl. vizes nátriumhidroxid-oldattal) hozzuk érintkezésbe. Minthogy a membrán hidrolízis hatására duzzadásra hajlamos, a hidrolízist előnyösen az után végezhetjük el, hogy a kiterjesztett és megnyújtott membránt az elektrolitikus cellához vagy annak valamely részéhez erősítettük.In the case of membranes containing groups which can be converted to ion exchange groups by hydrolysis, hydrolysis may be effected, e.g. this may be accomplished by contacting the membrane with an aqueous alkali metal hydroxide solution (e.g., aqueous sodium hydroxide solution). Because the membrane is prone to swelling upon hydrolysis, hydrolysis is preferably performed after attaching the expanded and elongated membrane to the electrolytic cell or a portion thereof.
A találmányunk szerinti eljáráshoz megerősített (pl. fluor-polimer hálóval) membránokat is felhasználhatunk. A megerősített membránok alkalmazása azonban nem előnyös, minthogy megnyújtásuk nehézségekbe ütközhet. A találmányunk szerinti eljáráshoz rétegelt membránok vagy elektród- vagy nem-elektród-anyaggal bevont membránok is felhasználhatók.Reinforced membranes (e.g. with fluoropolymer mesh) may also be used in the process of the present invention. However, the use of reinforced membranes is not advantageous as their elongation may be difficult. Laminated membranes or membranes coated with electrode or non-electrode material may also be used in the process of the present invention.
A kiterjesztett és megnyújtott ioncserélő membránt az elektrolitikus cellához vagy annak valamely részéhez erősítjük. A magasabb hőmérsékleten végzett nyújtással kiterjesztett membránt melegen erősíthetjük az elekírolitikus cellához vagy annak valamelyik részéhez. Minthogy azonban a kiterjesztett és megnyújtott membrán szobahőmérsékletre való lehűlésre és az odaerősítés művelete alatt összehúzódásra hajlamos, előnyösen járhatunk el oly módon, hogy a membránba a kiterjedést a membránnak az elektrolitikus cellához vagy annak valamely részéhez történő rögzítése előtt „bezárjuk”. Az eljárás előnyös foganatosítási módja szerint az ioncserélő membránt magasabb hőmérsékleten történő nyújtással tágítjuk ki és a membránt alacsonyabb hőmérsékletre (előnyösen szobahőmérsékletre) való lehűtés alatt kiterjesztett és megnyújtott állapotban tartjuk; az alacsonyabb hőmérsékleten a membrán a kiterjesztett és megnyújtott állapotban „bezárt” tágulás nagy részét a feszítőerő eltávozásával is megtartja.The expanded and elongated ion exchange membrane is attached to the electrolytic cell or a portion thereof. By stretching at a higher temperature, the expanded membrane may be warmly attached to the electrolytic cell or a portion thereof. However, since the expanded and elongated membrane tends to cool to room temperature and shrink during the attachment process, it is preferable to "seal" the membrane before attaching the membrane to the electrolytic cell or any portion thereof. In a preferred embodiment of the process, the ion exchange membrane is expanded by stretching at a higher temperature and maintaining the membrane in an expanded and elongated state under cooling to a lower temperature (preferably room temperature); at lower temperatures, the membrane retains most of the "closed" expansion in the expanded and elongated state with the release of the tension force.
A kiterjesztett és megnyújtott membránt bármely megfelelő módszerrel az elektrolitikus cellához vagy annak valamely részéhez rögzíthetjük. így pl. a membránt az elektrolitikus cellában lévő tömítés-pár között rögzítjük, vagy a membránt megfelelő kerethez erősítjük és a keretet ezután az elektrolitikus cellába beépítjük, vagy a membránt egy elektródhoz erősítjük.The expanded and elongated membrane may be attached to the electrolytic cell or any portion thereof by any suitable method. so e.g. the membrane is fixed between a pair of seals in the electrolytic cell, or the membrane is fixed to a suitable frame and the frame is then mounted in the electrolytic cell or the membrane is attached to an electrode.
A találmányunk szerinti eljárást különösen előnyösen alkalmazhatjuk szűrőprés-típusú elektrolitikus cellákba beépítendő ioncserélő membránok esetében. A szűrőprés-típusú elektrolitikus cellák nagyszámú, egymással váltakozó anódot és katódot tartalmaznak és az egyes anódok és a velük szomszédos katód között ioncserélő membrán helyezkedik el. Az ilyen cellák pl. 50 egymással váltakozó anódot és katódot tartalmazhatnak, a cellában lévő, egymással váltakozó anódok és katcdok száma azonban a 150-et is elérheti.The process according to the invention is particularly advantageous for ion exchange membranes to be incorporated in filter press type electrolytic cells. The filter press-type electrolytic cells contain a plurality of alternating anodes and cathodes, and an ion exchange membrane is provided between each anode and the adjacent cathode. Such cells are e.g. They may contain 50 alternating anodes and cathodes, however, the number of alternating anodes and cathodes in the cell may be up to 150.
Az elektrolitikus cellában lévő elektródok általában fémből vagy ötvözetből készülnek. A fém vagy ötvözet megválasztása az elektrolitikus cellában elektrolizálandó elektrolit összetételétől és attól függ, hogy az elektródot anódként vagy katódként alkalmazzuk-s.The electrodes in the electrolytic cell are generally made of metal or an alloy. The choice of metal or alloy depends on the composition of the electrolyte to be electrolyzed in the electrolytic cell and whether the electrode is used as an anode or cathode.
Vizes alkálifém-klorid-oldatok elektrolízise esetében az anód előnyösen filmképző fémből vagy ötvözetéből (pl. cirkónium, nióbium, wolfram, vagy tantál vagy előnyösen titán) készül és az anód felületére előnyösen elektromosan vezető elektrokatalitikus hatású anyagból álló bevonatot visznek fel. A bevonat a platinacsoportba tartozó egy vagy több fémet (pl. platinát, rádiumot, irídiumot, ruténiumot, ozmiumot vagy palládiumot) és/vagy egy vagy több ilyen fém oxidját tartalmazza. A platinacsoportba tartozó fémből és/vagy oxidjábói álló bevonat adott esetben egy vagy több nem-nemesfém oxidot (előnyösen egy vagy több fiímképző fém oxidját, pl. titán-dioxidot) tartalmazhat.In the case of electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions, the anode is preferably made of a film-forming metal or alloy thereof (e.g., zirconium, niobium, tungsten, or tantalum, and preferably titanium) and preferably has a coating of electrically conductive material. The coating comprises one or more metals of the platinum group (e.g., platinum, radium, iridium, ruthenium, osmium or palladium) and / or oxides of one or more of these metals. The coating of the metal and / or oxide of the platinum group may optionally contain one or more noble metal oxides (preferably oxides of one or more film forming metals, such as titanium dioxide).
A vizes alkálifém-klorid-oldatok elektrolitikus cellában történő elektrolíziséhez felhasznált anód-bevonatokban lévő, elektromosan vezető elektrokatalitikus hatású anyagok, valamint a bevonatok felvitelének és alkalmazásának módjai az irodalomból jól ismertek.Electrically conductive substances in the anode coatings used for electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions in the electrolytic cell, as well as methods of applying and applying the coatings are well known in the art.
Vizes alkálifém-klorid-oldatok elektrolízise esetében előnyösen vasból vagy acélból vagy más megfelelő fémből (pl. nikkelből) készült katódokat alkalmazhatunk. A katód az elektrolízis hidrogén-túlfeszültségét csökkentő anyaggal bevonható.For the electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions, cathodes made of iron or steel or other suitable metals (e.g. nickel) are preferably used. The cathode may be coated with a material which reduces the hydrogen surge in the electrolysis.
Az elektrolitikus cellában az elektród bármely megfelelő módon kialakítható. így pl. több hosszúkás tagot (pl. rudat vagy csíkot) vagy perforált felületet (pl. perforált lemezt, szitát vagy kiterjesztett fémet) tartalmazó elektródokat alkalmazhatunk.The electrode in the electrolytic cell may be formed in any suitable manner. so e.g. electrodes having multiple elongated members (e.g., rods or strips) or perforated surfaces (e.g., perforated plate, screen, or expanded metal) may be used.
Eljárásunk további részleteit az alábbi példákban ismertetjük, anélkül, hogy találmányunkat a példákra korlátoznánk.The following examples further illustrate the process without limiting the invention to the examples.
186 638186,638
1. példaExample 1
Karbonsav-csoportokat tartalmazó, tetraíluor-etilén és perfluor-vinil-éter kopolimerből készült, 280 mikron vastag kationcserélő-membrán-lemezből 35 cmX30 cm nagyságú téglalapalakú darabokat vágunk ki. A membrán ioncserélő kapacitása 1,3 milliekvivalens/g.From a 280 micron thick cation exchange membrane plate containing a carboxylic acid copolymer of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether, 35 cm x 30 cm rectangular pieces were cut. The membrane has an ion exchange capacity of 1.3 milliequivalents / g.
A lemez 35 cm hosszú, egymással ellentétes éleire rugalmas PVC-szalagból készült csíkokat erősítünk és a lemez 30 cm hosszú, egymással ellentétes éleire alumínium-csíkokat erősítünk. A lemezt Bruckner Karó 11 típ. feszítőberendezésre szereljük fel és a lemezt a feszítőberendezéssel összeköttetésben álló kemencében 67 °C-ra melegítjük fel.Strips made of resilient PVC tape were applied to opposite sides of the sheet 35 cm long and aluminum strips were attached to opposing edges 30 cm long. The disc is a Bruckner Strap 11 types. and the plate is heated to 67 ° C in a furnace connected to the tensioner.
Az alumínium-csíkokat 1 m/perc sebességgel addig húzzuk szét, míg a lemezekhez erősített alumíniumlemezek közötti rész 1,5-szörösére nő; a rugalmas PVCszalagok megakadályozzák a lemez szétesését. A feszítőberendezéshez szerelt lemezt a kályhából kivesszük és légáramban szobahőmérsékletre hűtjük.The strips of aluminum are pulled apart at a speed of 1 m / min until the portion between the aluminum plates attached to the plates increases 1.5 times; flexible PVC tapes prevent the sheet from falling apart. The plate mounted on the tensioner is removed from the furnace and cooled to room temperature in an air stream.
A fenti eljárást (a lemez 67 °C-on történő feszítését, majd szobahőmérsékletre hűtését) kétszer megismételjük. Az első ismétlésnél az alumínium-csíkok közötti távolságot az eredeti érték 2,5-szörösére, míg a második ismétlésnél az alumínium-csíkok közötti távolságot az eredeti érték 4,2-szeresére növeljük.The above procedure (tensioning the plate at 67 ° C and then cooling to room temperature) was repeated twice. For the first iteration, the distance between the aluminum strips is increased to 2.5 times the original value, and for the second iteration, the distance between the aluminum strips is increased to 4.2 times the original value.
Az ily módon kialakított kationcserélő membránfilmet a feszítőberendezésről levesszük. A film a lemez eredeti dimenziói felé enyhén megereszt. A film vastagsága ekkor 80 mikron.The cation exchange membrane film thus formed is removed from the tensioner. The film is slightly tempered towards the original dimensions of the disc. The film is then 80 microns thick.
Az ily módon kialakított kationcserélő membránfilmet EPDM gumiból készült két tömítés között stabilan és feszesen befogjuk és 7,5 cm átmérőjű, nikkelszitából készült katódot és 7,5 cm átmérőjű, titán-szitából készült és ruténium-dioxid és titán-dioxid keverékét (35 % ruténium-dioxid és 65 % titán-dioxid) tartalmazó bevonattal bevont anóddal eliátott elektrolitikus cellában felszereljük.The cation exchange membrane thus formed is securely and tightly held between two seals made of EPDM rubber and a 7.5 cm diameter cathode made of nickel mesh and a 7.5 cm diameter titanium mesh and a mixture of ruthenium dioxide and titanium dioxide (35% ruthenium). -dioxide and 65% titanium dioxide) in an electrolytic cell eluted with a coated anode.
A cella anód-kamrájába pH=8 értéken 310 g/1 koncentrációjú vizes nátrium-klorid-oldatot vezetünk be. A cella katód-kamrájába vizet táplálunk be, és a nátriumklorid-oldatot 90 °C hőmérsékleten elektroüzáljuk. Az anód-kamrában az elektrolízis alatt a nátrium-klorid koncentrációja 200 g/1.A 310 g / l aqueous solution of sodium chloride is introduced into the anode chamber of the cell at pH 8. Water is introduced into the cathode chamber of the cell and the sodium chloride solution is electrolyzed at 90 ° C. Sodium chloride concentration in the anode chamber during electrolysis is 200 g / l.
Az anód-kamrából a klórt és a kimerült nátriumklorid-oldatot, tníg a katód-kamrából a hidrogént és a 35 súly%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatot eltávolítjuk.Chlorine and spent sodium chloride solution were removed from the anode chamber, while hydrogen and 35% aqueous sodium hydroxide solution were removed from the cathode chamber.
Az elektrolízis alatt az áramsűrűség 1 kA/m2 és a cella feszültsége 3,01 Volt.During the electrolysis, the current density is 1 kA / m 2 and the cell voltage is 3.01 Volt.
Összesen 20 napos elektrolízis után a cellát kinyitjuk és a kationcserélő membrán állapotát megvizsgáljuk. A membrán feszes és nem gyűrött.After a total of 20 days of electrolysis, the cell is opened and the condition of the cation exchange membrane is examined. The membrane is tight and not wrinkled.
összehasonlítás céljából a fenti eljárást azzal a változtatással ismételjük meg, hogy· az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, a nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt szerelünk be. Az elektrolízist 1 kA/m2 áramsűrűség és 3,1 V feszültség mellett végezzük el, Azt találtuk, hogy a cellából kivett membrán gyűrött és nem feszes.for comparison, the above procedure is repeated, with the change that: a 280 micron thick cation exchange membrane plate is mounted in the electrolytic cell. Electrolysis was carried out at a current density of 1 kA / m 2 and a voltage of 3.1 V. It was found that the membrane taken out of the cell was wrinkled and not tight.
2. példaExample 2
Az 1. példában leírt elektrolízist 2 kA/m2 áramsűrűség mellett végezzük el. A feszültség 3,24 V. A cellából kiemelt membrán - az 1. példához hasonlóan — feszes és nem gyűrött.The electrolysis described in Example 1 was performed at a current density of 2 kA / m 2 . The voltage was 3.24 V. The membrane removed from the cell, as in Example 1, was tight and not wrinkled.
Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a változtatással végezzük el, hogy az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt építünk be. Az elektrolízist 2 kA/m2 áramsűrűség és 3,4 V feszültség mellett végezzük el. A cellából kiemelt membrán gyűrött és nem feszes.For purposes of comparison, the above electrolysis is accomplished by inserting a 280 micron non-stretch cation exchange membrane plate into the electrolytic cell. Electrolysis was carried out at a current density of 2 kA / m 2 and a voltage of 3.4 V. The membrane removed from the cell is wrinkled and not tight.
.?. példa.?. example
Az 1. példában leírt elektrolízist 3 kA/m2 áramsűrűség mellett végezzük el. A feszültség 3,52 V. A cellából kiemelt membrán — az 1. példához hasonlóan - feszes és nem gyűrött.The electrolysis described in Example 1 was performed at a current density of 3 kA / m 2 . The voltage was 3.52 V. The membrane removed from the cell, as in Example 1, was tight and not wrinkled.
Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a változtatással végezzük el, hogy az elektrolitikus cellába 280 mikron vastagságú, nyújtási eljárásnak alá nem vetett kationcserélő membrán-lemezt építünk be. Az elektrolízist 3 kA/m2 áramsűrűség és 3,7 V feszültség mellett végezzük el. A cellából kiemelt membrán gyűrött és nem feszes.For purposes of comparison, the above electrolysis is accomplished by inserting a 280 micron non-stretch cation exchange membrane plate into the electrolytic cell. Electrolysis was carried out at a current density of 3 kA / m 2 and a voltage of 3.7 V. The membrane removed from the cell is wrinkled and not tight.
4. példaExample 4
Szuífonsavcsoportokat kálium-só alakjában tartalmazó, teírafluor-etilén és perfluor-vinil-éter kopolimerből álló, 11,5 cmXll,5 cm nagyságú kationcserélő membrán darab széleire PVC-szalagot erősítünk és a membránt feszítőkeretbe befogjuk.A PVC tape was attached to the edges of a 11.5 cm x 11, 5 cm cation exchange membrane consisting of a potassium salt copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether, and the membrane was clamped into a tensioning frame.
A membránt 180 °C-ra melegítjük és 0,85 m/perc sebességgel egy tengelyirányban 2,0 faktor eléréséig hozzuk. A membránt szobahőmérsékletre hűtjük, majd a fcszílőkeretből kivesszük.The membrane was heated to 180 ° C and adjusted at a rate of 0.85 m / min to an axial factor of 2.0. The membrane was cooled to room temperature and then removed from the filter frame.
A membránt az 1. példában leírt elektrolizáló cellába beépítjük és a 2. példában leírt módon 2 kA/m2 áramsűrűség mellett vizes nátrium-klorid-oldatot elektrolizálunk. Ily módon 50 %-os áramhatásfok mellett 25 %-os nátrium-hidroxid-oldatot nyerünk. A cella feszültsége 2,95 Volt.The membrane was mounted in the electrolysis cell described in Example 1 and the aqueous sodium chloride solution was electrolyzed at a current density of 2 kA / m 2 as described in Example 2. This gives a 25% sodium hydroxide solution at 50% efficiency. The cell voltage is 2.95 volts.
Az elektrolitikus cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán feszes és nem gyűrött.When the electrolytic cell was opened, it was found that the membrane was tight and not wrinkled.
Összehasonlítás céljából a fenti elektrolízist azzal a változtatással végezzük el, hogy nyújtási eljárásnak alá néni vetett membránt alkalmazunk. A cella feszültsége 3,1 Volt és a nátrium-hídroxidot 57 %-os áramhatásfokkal kapjuk. A cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán gyűrött és nem feszes.For purposes of comparison, the above electrolysis is carried out with the exception of using a stretching membrane. The cell voltage is 3.1 volts and sodium hydroxide is obtained with a current efficiency of 57%. When the cell was opened, it was found that the membrane was wrinkled and not tight.
5. példaExample 5
A 4. példában leírt nyújtási eljárást azzal a változtatással végezzük el, hogy karbonsav-metilészter-csoportokat tartalmazó, tetrafluor-etiién és perfluor-vinil-éter kopolimerből álló membránt alkalmazunk és a feszítés alatt a membránt 80 °C-ra melegítjük.The stretching procedure described in Example 4 was carried out with the exception that a membrane consisting of a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoromethyl ether containing carboxylic acid methyl esters was used and the membrane was heated to 80 ° C under tension.
A membránt az 1. példában leírt módon elektrolitikus cellába építjük be, nátrium-hidroxiddal való érintkeztetéssel hidrolizáljuk és a 3. példában leírt elektrolízist hajtjuk végre, azaz vizes nátrium-klorid-oldatot 3 kA/m2 árzmsűrűség mellett elektrolizálunk. Ily módon 94 %-os 5The membrane was embedded in an electrolytic cell as described in Example 1, hydrolyzed by contact with sodium hydroxide, and electrolyzed as described in Example 3, i.e., the aqueous sodium chloride solution was electrolyzed at a density of 3 kA / m 2 . Thus, 94% 5
-5186 633 áramhatásfokkal 35 sú'iy% koncentrációjú nátriumhidroxid-oldatot nyerünk. A cella feszültsége 3,32 V.A flow rate of -5186 633 gives a sodium hydroxide solution of 35% by weight. The cell voltage is 3.32 V.
A cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán feszes és nem gyűrött.When the cell was opened, it was found that the membrane was tight and not wrinkled.
összehasonlítás céljából a fenti eljárást azzal a változtatással végezzük el, hogy feszítő' eljárásnak alá nem vetett membránt alkalmazunk. A cella feszültsége 3,4 V és a nátiium-hidroxidot 94%-os áramhatasfokkal kapjuk. A cella kinyitásakor azt találtuk, hogy a membrán gyűrött és nem feszes.for comparison, the above process is carried out with the change that a membrane not subjected to a stretching process is used. The cell voltage is 3.4 V and the sodium hydroxide is obtained with a current efficiency of 94%. When the cell was opened, it was found that the membrane was wrinkled and not tight.
6. példaExample 6
Az 5. példában felhasznált, karboxil-metílésztercsoporíokat tartalmazó, tetrafluor-etilén és perfluorvinil-éter kopoiimerbőJ álló ioncserélő membrán darab ját 67 °C-ra melegítjük és a 4. példában ismertetett eljárás szerint feszítőkeieten egy tengeíyirányban megnyújtjuk azzal a változtatással, hogy a feszítés üteme 1 rn/perc és a membránt 4,3 faktor eléréséig feszítjük (azaz a feszítés irányában eredeti hosszának 430%-ra nyújtjuk). A nyújtás befejezése után a membránt levegőaramban gyorsan szobahőmérsékletre hú'tjük és a keretről levesszük. A membrán 15 perces állás után a húzás irányában 15 %-kal összehúzódik, azaz húzási irányban eredeti hosszának 365 %-ára megnyúlt.The ion exchange membrane of the tetrafluoroethylene and perfluorvinyl ether copolymer containing carboxylmethyl ester groups used in Example 5 was heated to 67 ° C and elongated axially in the tensioning strap according to the procedure described in Example 4. 1 rpm and the membrane is stretched to a factor of 4.3 (i.e. stretched to 430% of its original length in the direction of stretching). After the stretching is complete, the membrane is rapidly cooled to room temperature in an air stream and removed from the frame. After 15 minutes of standing, the membrane shrinks by 15% in the pull direction, i.e., stretched to 365% of its original length in the pull direction.
Az 1. példában leírt elektrolízist a fenti membránnal megismételjük. A membrán 20 napos elektrolízis után feszes és nem gyűrött.The electrolysis described in Example 1 was repeated with the above membrane. After 20 days of electrolysis, the membrane was tight and not wrinkled.
7-9. példa7-9. example
A 6. példában ismertetett eljárást három különálló mintán azzal a változtatással végezzük el, hogy a mintákat lehűtés és a feszítőkerstről való levétel előtt, a húzás befejezése után 67 °C-on 1 percig (7. példa), 2 percig (8. példa) illetve 3 percig (9. példa) lágyítjuk.The procedure described in Example 6 was performed on three separate specimens, except that the specimens were cooled at 67 ° C for 1 minute (Example 7), 2 minutes (Example 8) before cooling and removing from the tensioner. and 3 minutes (Example 9).
A membránokat a keretről való levétel után 15 percig állni hagyjuk. Azt találtuk, hogy a minták a feszítés irányában 11 %-kal (7. példa), 10 %-kal (8. példa) illetve 9 %-kal (9. példa) összehúzódnak, azaz a feszítés irányában eredeti hosszúságuk 383 %-ával (7. példa), 387 %-ával (8. példa) illetve 391 %-ával (9. példa) megnyúltak.The membranes were allowed to stand for 15 minutes after removal from the frame. The samples were found to shrink by 11% (Example 7), 10% (Example 8), and 9% (Example 9) in the direction of tension, i.e., 383% of their original length in the direction of tension. (Example 7), 387% (Example 8) and 391% (Example 9), respectively.
Az 1. példában leírt elektrolízist a fentiek szerint elkészített membránokkal megismételjük. Azt találtuk, hogy a membránok 20 napos elektrolízis után feszesek és nem gyűröttek.The electrolysis described in Example 1 was repeated with the membranes prepared as described above. The membranes were found to be tight and not wrinkled after 20 days of electrolysis.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8204574 | 1982-02-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU186638B true HU186638B (en) | 1985-08-28 |
Family
ID=10528385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU83485A HU186638B (en) | 1982-02-17 | 1983-02-14 | Method for mounting ion-changing diaphragm into electrolytic cell |
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) | ES8403331A1 (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 |
| GB8331860D0 (en) * | 1983-11-29 | 1984-01-04 | Ici Plc | Exchange membrane |
| GB8429381D0 (en) * | 1983-11-29 | 1985-01-03 | Ici Plc | Ion-exchange membrane |
| DK501485A (en) * | 1984-11-05 | 1986-05-06 | Dow Chemical Co | ELECTROLYTE CELL AND METHOD OF OPERATING THE SAME |
| JP6369844B1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-08 | 旭化成株式会社 | Ion exchange membrane and electrolytic cell |
| CN114397181B (en) * | 2021-12-03 | 2024-06-14 | 山东东岳高分子材料有限公司 | Method for testing looseness of reinforced fibers in chlor-alkali ion membrane |
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 AT AT83300526T patent/ATE57960T1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-02 EP EP83300526A patent/EP0086595B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-02-02 DE DE8383300526T patent/DE3381961D1/en not_active Expired - Fee Related
- 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 PH PH28518A patent/PH19159A/en unknown
- 1983-02-15 PL PL1983240585A patent/PL139614B1/en unknown
- 1983-02-15 YU YU343/83A patent/YU44378B/en unknown
- 1983-02-16 NO NO830523A patent/NO162122C/en unknown
- 1983-02-16 JP JP58022982A patent/JPS5940913B2/en not_active Expired
- 1983-02-16 SU SU833552566A patent/SU1510721A3/en active
- 1983-02-17 CS CS831075A patent/CS269953B2/en unknown
- 1983-02-17 ES ES519874A patent/ES8403331A1/en not_active Expired
- 1983-02-17 DD DD83248032A patent/DD206609A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-17 FI FI830546A patent/FI73009C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-02-17 CA CA000421822A patent/CA1203508A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS269953B2 (en) | 1990-05-14 |
| MA19718A1 (en) | 1983-10-01 |
| PL240585A1 (en) | 1983-10-24 |
| ZW3983A1 (en) | 1984-09-05 |
| FI830546A0 (en) | 1983-02-17 |
| DD206609A5 (en) | 1984-02-01 |
| EP0086595A1 (en) | 1983-08-24 |
| FI73009B (en) | 1987-04-30 |
| FI830546L (en) | 1983-08-18 |
| CA1203508A (en) | 1986-04-22 |
| NO830523L (en) | 1983-08-18 |
| DE3381961D1 (en) | 1990-12-06 |
| IN158899B (en) | 1987-02-14 |
| PH19159A (en) | 1986-01-16 |
| ZA83885B (en) | 1983-11-30 |
| GB8302639D0 (en) | 1983-03-02 |
| AU1134883A (en) | 1983-08-25 |
| JPS58151483A (en) | 1983-09-08 |
| CS107583A2 (en) | 1989-09-12 |
| FI73009C (en) | 1987-08-10 |
| EP0086595B1 (en) | 1990-10-31 |
| NO162122B (en) | 1989-07-31 |
| AU551412B2 (en) | 1986-05-01 |
| NO162122C (en) | 1989-11-08 |
| ES519874A0 (en) | 1984-03-16 |
| PL139614B1 (en) | 1987-02-28 |
| YU44378B (en) | 1990-06-30 |
| YU34383A (en) | 1985-12-31 |
| ATE57960T1 (en) | 1990-11-15 |
| JPS5940913B2 (en) | 1984-10-03 |
| ES8403331A1 (en) | 1984-03-16 |
| SU1510721A3 (en) | 1989-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4000057A (en) | Electrolytic cell membrane conditioning | |
| US5168005A (en) | Multiaxially reinforced membrane | |
| US3852135A (en) | Patching damaged cation-active permselective diaphragms | |
| HU186638B (en) | Method for mounting ion-changing diaphragm into electrolytic cell | |
| US4990228A (en) | Cation exchange membrane and use | |
| US4496451A (en) | Ion exchange membrane manufacture for electrolytic cell | |
| US4617163A (en) | Production of ion-exchange membrane | |
| US4988364A (en) | Coated cation exchange yarn and process | |
| US4873046A (en) | Production of stretched ion-exchange membrane | |
| JPS60149631A (en) | Manufacture of oriented film of fluorinated ion exchange polymer | |
| EP0143606B1 (en) | Production of ion-exchange membrane | |
| US4996098A (en) | Coated cation exchange fabric and process | |
| KR890001408B1 (en) | Installation of ion exchange membrane in electrolytic cell | |
| EP0064324B1 (en) | Cladding cathodes of electrolytic cell with diaphragm or membrane | |
| US4523984A (en) | Treatment of ion-exchange membrane | |
| 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 | |
| US4273630A (en) | Process for the start-up of membrane cells for the electrolysis of aqueous salt solutions | |
| JPS6040515B2 (en) | Ion exchange membrane electrolyzer | |
| GB2121827A (en) | Swelling ion-exchange membrane | |
| JPS583990A (en) | Pretreatment of ion exchange membrane for electrolysis | |
| JPS6013436B2 (en) | How to install an ion exchange membrane | |
| JPS599633B2 (en) | Spacer material for ion exchange membrane electrolyzer | |
| JPS5846550B2 (en) | Electrolysis method of aqueous alkali chloride solution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |