NO145847B - DIAFRAGMA FOR ELECTROLYSIS AND PROCEDURES FOR PREPARING THE DIAFRAGMA - Google Patents

DIAFRAGMA FOR ELECTROLYSIS AND PROCEDURES FOR PREPARING THE DIAFRAGMA Download PDF

Info

Publication number
NO145847B
NO145847B NO762003A NO762003A NO145847B NO 145847 B NO145847 B NO 145847B NO 762003 A NO762003 A NO 762003A NO 762003 A NO762003 A NO 762003A NO 145847 B NO145847 B NO 145847B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
diaphragm
suspension
asbestos
asbestos cloth
pore
Prior art date
Application number
NO762003A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO762003L (en
NO145847C (en
Inventor
Jean Bachot
Pierre Bouy
Michel Juillard
Original Assignee
Rhone Poulenc Ind
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Ind filed Critical Rhone Poulenc Ind
Publication of NO762003L publication Critical patent/NO762003L/no
Publication of NO145847B publication Critical patent/NO145847B/en
Publication of NO145847C publication Critical patent/NO145847C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04Diaphragms; Spacing elements characterised by the material

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et diafragma for elektro- The present invention relates to a diaphragm for electro-

lyse, omfattende en mikroporøs membran på basis av en fluorholdig harpiks, asbestfibre samt et forsterknings- bright, comprising a microporous membrane based on a fluorine-containing resin, asbestos fibers and a reinforcing

element, idet porøsiteten er oppnådd ved spaltning av et poredannende fyllstoff i forbindelse med fremstillingen av diafragmaet, og det særegne ved diafragmaet i henhold til oppfinnelsen er at forsterkningselementet er en asbestduk med tykkelse 0,5 - 1 mm og vekt mindre enn 500 g/m<2 >integrert i selve anodesiden av den mikroporøse membran, element, the porosity being achieved by splitting a pore-forming filler in connection with the manufacture of the diaphragm, and the distinctive feature of the diaphragm according to the invention is that the reinforcing element is an asbestos cloth with a thickness of 0.5 - 1 mm and a weight of less than 500 g/m <2 >integrated into the actual anode side of the microporous membrane,

idet asbestduken har en struktur som er minst like åpen for passering av væske under elektrolysen som den mikro- as the asbestos cloth has a structure that is at least as open to the passage of liquid during electrolysis as the micro-

porøse membran. porous membrane.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling The invention also relates to a method for production

av det nevnte diafragma hvor det lages en homogen og stabil suspensjon ved at det til en suspensjon av asbestfibre i vann, of the aforementioned diaphragm where a homogeneous and stable suspension is made by adding to a suspension of asbestos fibers in water,

i nærvær av et sulfonsyre-anionisk overflateaktivt middel, tilsettes en fluorholdig harpikslateks og et poredannende fyllstoff som kalsiumkarbonat, og suspensjonen kombineres med et forsterkende element, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at det som forsterkende element anvendes en asbest-duk og at en avpasset mengde av suspensjonen avfUtreres på, asbest-duken som har en tykkelse på mellom 0,5 og 1 mm, en vekt mindre enn 500 g/m slik at suspensjonen etterlates integrert på og i asbest-duken, hvoretter den erholdte fuktige diafragmastruktur brennes ved en temperatur som ligger over smeltepunktet for den fluorholdige harpiks i krystallinsk tilstand under eventuell samtidig spaltning av det poredannende fyllstoff. in the presence of a sulfonic acid anionic surfactant, a fluorine-containing resin latex and a pore-forming filler such as calcium carbonate are added, and the suspension is combined with a reinforcing element, and the peculiarity of the method according to the invention is that an asbestos cloth is used as a reinforcing element and that an appropriate amount of the suspension is deposited on the asbestos cloth having a thickness of between 0.5 and 1 mm, a weight less than 500 g/m so that the suspension is left integrated on and in the asbestos cloth, after which the moist diaphragm structure obtained is burned at a temperature that is above the melting point of the fluorine-containing resin in a crystalline state during possible simultaneous cleavage of the pore-forming filler.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene. These and other features of the invention appear in the patent claims.

Det franske patentskrift 2.229.739(tilsvarer norsk patentskrift 138.699 )beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av porøse diafragmaer av asbest avsatt og konsolidert ved hjelp av en fluorholdig harpiks, ved at man danner en homogen og stabil suspensjon ved at man til en suspensjon av asbestfibre i vann, fremstilt i nærvær av et sulfonsyre-anionisk overflateaktivt middel, tilsetter en fluorholdig harpiks og et poredannende middel, denne suspensjon formes til et diafragma ved filtrering, hvoretter det tørkes og brennes ved en temperatur over smeltepunktet for den krystallinske tilstand av den fluorholdige harpiks, og endelig fjernes den poredannende komponent ved spaltning. The French patent document 2,229,739 (equivalent to Norwegian patent document 138,699 ) describes a method for the production of porous diaphragms of asbestos deposited and consolidated with the aid of a fluorine-containing resin, by forming a homogeneous and stable suspension by adding a suspension of asbestos fibers in water, prepared in the presence of a sulfonic acid anionic surfactant, adding a fluorine-containing resin and a pore-forming agent, this suspension is formed into a diaphragm by filtration, after which it is dried and fired at a temperature above the melting point of the crystalline state of the fluorine-containing resin, and finally the pore-forming component is removed by cleavage.

Man vet at diafragmaet i en elektrolysecelle oppfører seg It is known that the diaphragm in an electrolytic cell behaves

som et porøst miljø som på den ene side tillater passering av den elektriske- strøm med et lite ohmsk spenningsfall og på den annen side tillater jevn strømning av elektrolytten fra den ene avdeling til den andre. as a porous environment which, on the one hand, allows the passage of the electric current with a small ohmic voltage drop and, on the other hand, allows a smooth flow of the electrolyte from one compartment to the other.

Det oppstår da en samling av mekaniske,elektriske og hydrau-liske betingelser som vil være desto mer kritisk da man i moderne elektrolyseceller tilskyndes til å la disse arbeide med en høy strømtetthet, uten at det oppstår prohibitive ohmske spenningsfall. A collection of mechanical, electrical and hydraulic conditions then arises which will be all the more critical as modern electrolytic cells are encouraged to allow these to work with a high current density, without prohibitive ohmic voltage drops occurring.

De nødvendige egenskaper er i strid med hverandre; fra et mekanisk synspunkt må diafragmaet ha en definert og varig geometri, idet man må unngå svelling av diafragmaet og deformering av dette under bruken. The necessary properties are at odds with each other; from a mechanical point of view, the diaphragm must have a defined and permanent geometry, as swelling of the diaphragm and deformation of it during use must be avoided.

På den annen side må et slikt diafragma fremby en god mekanisk motstand. Det må imidlertid ha gode egenskaper med hensyn til lett "oppbløting" som tillater frigivelse av gass, sirkulasjon av elektrolytten, under hindring av diffu- On the other hand, such a diaphragm must offer good mechanical resistance. However, it must have good properties with regard to easy "soaking" which allows the release of gas, circulation of the electrolyte, while preventing diffu-

sjon av OH -ionene i motsatt retning av væskestrømmen, tion of the OH ions in the opposite direction to the liquid flow,

idet denne diffusjon fører til dannelse av klorat som medfører nedsatt utbytte. as this diffusion leads to the formation of chlorate, which entails a reduced yield.

Sagt på en annen måte må et elektrolysediafragma fremby In other words, an electrolysis diaphragm must offer

en liten relativ motstand. Man forstår med relativ motstand forholdet mellom motstanden i e t miljø son utgjøres av diafragmaet som er oppbløtet med elektrolytt og motstanden i det samme miljø a small relative resistance. Relative resistance is understood as the relationship between the resistance in an environment, which is constituted by the diaphragm that is soaked with electrolyte, and the resistance in the same environment

som utgjøres av selve elektrolytten. Man har observert at denne relative motstand er forbundet med porøsiteten av diafragmaet såvel som formen av strømningskanalene. which is made up of the electrolyte itself. It has been observed that this relative resistance is associated with the porosity of the diaphragm as well as the shape of the flow channels.

Man har forsøkt å forbinde flere elementer på en slik Attempts have been made to connect several elements in such a way

måte at de samtidig svarer til alle de omtalte fordringer. Således har man i US-PS 3. 694.281 foreslått å anvende en mekanisk understøttelse som utgjøres av filamenter av plast-materiale, anordnet på minst en side av diafragmaet, eller å fremstille et laminat hvor filamenter, fibre eller partikler er lagt inn i grenseflaten mellom asbesten og sub-stratet. way that they simultaneously respond to all the claims mentioned. Thus, in US-PS 3.694.281 it has been proposed to use a mechanical support which consists of filaments of plastic material, arranged on at least one side of the diaphragm, or to produce a laminate where filaments, fibers or particles are inserted into the interface between the asbestos and the sub-strate.

I det franske patentskrift 2.170. 247 er det foreslått en In the French patent document 2.170. 247 it is proposed one

enkel understøttelse som utgjøres av en duk, f.eks. av polypropy1en. simple support made up of a cloth, e.g. of polypropylene.

Man har videre i det belgiske patentskrift 814. 510 One also has in the Belgian patent document 814.510

foreslått å forbedre stivheten i et diafragma ved at man mot dette diafragma påfører minst et ark av krysotil-asbest. proposed to improve the stiffness of a diaphragm by applying at least one sheet of chrysotile asbestos to this diaphragm.

Ved en spesiell utførelsesform av det nevnte diafragma er In a particular embodiment of said diaphragm is

det ark som utgjør diafragmaet anordnet som "sandwich" mellom the sheet that makes up the diaphragm arranged as a "sandwich" between

to ark krysotil-asbest og forbundet med disse. two sheets of chrysotile asbestos and connected with these.

Den vanskelighet man møter er imidlertid å opprettholde fordelene med en åpen struktur i samsvar med diafragmaet i henhold til det nevnte franske patentskrift 2.229.739, mens man forbedrer de mekaniske egenskaper. Man har imidlertid observert at slike diafragmaer ikke er særlig gode, da deres anvendelse i industrielle prosesser medfører en deformasjon av deres struktur, særlig lokale tap av kohesjon, og fører til ytelser som bare er dårlig reproduserbare. However, the difficulty encountered is to maintain the advantages of an open structure consistent with the diaphragm according to the aforementioned French patent document 2,229,739, while improving the mechanical properties. However, it has been observed that such diaphragms are not very good, as their use in industrial processes entails a deformation of their structure, in particular local loss of cohesion, and leads to performances that are only poorly reproducible.

Det franske patentskrift 2.229.739 tilsvarer Norsk Patentskrift 138.699 og beskriver selve den mikroporøse membran såvel som en fremstillingsmåte for denne membran ved filtrering, ved å gå ut fra en suspensjon som inneholder asbestfibre,polymerlateks og poredannende middel, med tørking og brenning. Den foreliggende oppfinnelse ved-rører innlemmelse av et forsterkningselement av asbest- French patent document 2,229,739 corresponds to Norwegian patent document 138,699 and describes the microporous membrane itself as well as a manufacturing method for this membrane by filtration, starting from a suspension containing asbestos fibers, polymer latex and pore-forming agent, with drying and burning. The present invention relates to the incorporation of a reinforcement element of asbestos

duk i forhold til det som er kjent fra den tidligere teknikk. Betegnelsen "integrert" betyr at membranen fremstilles på cloth compared to what is known from the prior art. The term "integrated" means that the membrane is manufactured on

og i selve forsterkningselementet og at det allerede ved tidspunktet for avsetningen ved filtrering av fiberdisper-sjonene gjennom asbest-duken såvel som senere ved brenningen opptrer en fullstendig interpenetrering mellom membranen og asbest-duken, og den oppståtte forbindelse er slik at det klart ikke er mulig å reparere membranen og asbest-duken. and in the reinforcement element itself, and that already at the time of deposition by filtering the fiber dispersions through the asbestos cloth, as well as later during the firing, a complete interpenetration occurs between the membrane and the asbestos cloth, and the resulting connection is such that it is clearly not possible to repair the membrane and the asbestos cloth.

Med hensyn til det franske patentskrift 2.229.739 beskriver dette riktignok en teknikk med fremstilling av en mikro-porøs membran men det er klart at denne publikasjon ikke beskriver den nevnte "integrering" av membranen på og i det material hvorpå den dannes. Denne publikasjon beskrives heller ikke eller gjør de overraskende gode resultater som oppnås ved den foreliggende oppfinnelse nærliggende, With respect to the French patent document 2,229,739, this certainly describes a technique for producing a micro-porous membrane, but it is clear that this publication does not describe the aforementioned "integration" of the membrane on and in the material on which it is formed. This publication also does not describe or make the surprisingly good results achieved by the present invention apparent,

US Patentskrift 3.694.281 verken beskriver eller fore- US Patent 3,694,281 neither describes nor

slår de diafragmaer som er gjenstand for den foreliggende oppfinnelse eller deres fremstilling. Patentskriftet foreslår forsterkning av et diafragma ved hjelp av plast-filamenter anordnet på i det minste en side eller fremstilling av et laminat hvori filamentene, fibrene eller partiklene anordnes i grenseflaten asbest-substrat. strikes the diaphragms which are the subject of the present invention or their manufacture. The patent document proposes the reinforcement of a diaphragm by means of plastic filaments arranged on at least one side or the production of a laminate in which the filaments, fibers or particles are arranged in the asbestos-substrate interface.

Dette patentskrift beskriver impregnering av en grunnmasse på basis av asbest-fibre ved hjelp av f.eks. en lateks av polytetrafluoretylen men denne teknikk fører åpenbart ikke til de porøse diafragmaer som det dreier seg om ved den foreliggende oppfinnelse. This patent document describes the impregnation of a base material based on asbestos fibers using e.g. a latex of polytetrafluoroethylene but this technique obviously does not lead to the porous diaphragms which are the subject of the present invention.

Den erkjennelse som ligger til grunn for oppfinnelsen er The realization that underlies the invention is

at man kan unngå denne mangel ved diafragmaer oppnådd i henhold til det franske patentskrift 2.229.739 ved at man til diafragmaet integrert forbinder et forsterkende element that this shortcoming can be avoided with diaphragms obtained according to French patent document 2,229,739 by integrally connecting a reinforcing element to the diaphragm

på anodeflaten av den porøse membran, idet dette forsterkende element frembyr en struktur som er minst like åpen hva angår væskepassasje, under elektrolysen, som det nevnte porøse membran. on the anode surface of the porous membrane, as this reinforcing element produces a structure that is at least as open in terms of liquid passage, during the electrolysis, as the aforementioned porous membrane.

Overraskende har man observert at hvis man avsetter det samme forsterkende element på katodeflaten istedet for å anbringe det på anodeflaten, vil de nevnte ulemper vedvare. Surprisingly, it has been observed that if one deposits the same reinforcing element on the cathode surface instead of placing it on the anode surface, the aforementioned disadvantages will persist.

Fordelaktig forbinder man en asbestduk med en tykkelse mellom 0,5 og 1 mm og en vekt lavere enn 500 g/m 2til en mikroporøs membran i henhold til det franske patentskrift 2.229.739 hvor innholdet av poredannende komponent i forhold til vekten av asbest er over 100%, foretrukket mellom 250 og 600%. Advantageously, an asbestos cloth with a thickness between 0.5 and 1 mm and a weight lower than 500 g/m 2 is connected to a microporous membrane according to French patent document 2,229,739 where the content of pore-forming component in relation to the weight of asbestos is over 100%, preferably between 250 and 600%.

Ved en foretrukket utførelsesform utgjøres diafragmaet i henhold til den foreliggende o<p>pfinnelse av en asbest-duk med tykkelse 0,5 til 1 mm, en vekt på mindre enn 500 g/m<2 >integrert i anodeflaten av en mikroporøs membran hvor fyllstoff innholdet utgjøres av kalsiumkarbonat, i mengdeforhold i forhold til vekten av asbesten på mellom 250 og 600%. Diafragmaet har fordelaktig en relativ motstand lavere enn 4 og en permeabilitet slik at en væskemengde som passerer diafragmaet utgjør mellom 0,25 og 0,02 ml/minutt/cm 2 under 50 g/cm væsketrykk ved 20°C, idet diafragmaet har en tykkelse mellom 2,5 og 5 mm, foretrukket mellom 3 og 4 mm. In a preferred embodiment, the diaphragm according to the present invention consists of an asbestos cloth with a thickness of 0.5 to 1 mm, a weight of less than 500 g/m<2 >integrated into the anode surface of a microporous membrane where the filler content is made up of calcium carbonate, in a quantity ratio in relation to the weight of the asbestos of between 250 and 600%. The diaphragm advantageously has a relative resistance lower than 4 and a permeability such that a quantity of liquid passing the diaphragm is between 0.25 and 0.02 ml/minute/cm 2 under 50 g/cm liquid pressure at 20°C, the diaphragm having a thickness between 2.5 and 5 mm, preferably between 3 and 4 mm.

Et slikt diafragma kan oppnås ved å anvende en lignende arbeidsmåte som er beskrevet i det franske patentskrift 2.229.739. Such a diaphragm can be obtained by using a similar method of operation as described in French patent document 2,229,739.

Ved utøvelsen av fremgangsmåten fremstilles en asbestsus-pensjon ved at det ved omrøring dispergeres en blanding omfattende for eksempel følgende vektdeler: In carrying out the method, an asbestos suspension is produced by dispersing a mixture comprising, for example, the following parts by weight:

en del asbest some asbestos

5 til 100 deler vann 5 to 100 parts water

0,015 til 0,1 del sulfonsyreanionisk overflateaktivt middel. 0.015 to 0.1 part sulfonic acid anionic surfactant.

Den anvendte asbest består foretrukket av fibre med lengde 0,5 til 50 mm. Det overflateaktive middel, foretrukket et natrium-sulfo-succinat, anvendes i ren tilstand eller i alkoholisk løsning. Ved kraftig omrøring oppnås en stabil suspensjon av godt dispergert asbest. The asbestos used preferably consists of fibers with a length of 0.5 to 50 mm. The surfactant, preferably a sodium sulfosuccinate, is used in its pure state or in an alcoholic solution. With vigorous stirring, a stable suspension of well-dispersed asbestos is achieved.

Til denne suspensjon tilsettes den fluorholdige harpiks og den poredannende komponent, idet man overholder følgende vektforhold: The fluorine-containing resin and the pore-forming component are added to this suspension, observing the following weight ratio:

-100 deler asbest -100 parts asbestos

-60 til 200 deler fluorholdig harpiks, regnet på tørr vekt -60 to 200 parts fluorine-containing resin, calculated on dry weight

-100 til 1400 deler poredannende komponent. -100 to 1400 parts pore-forming component.

Omrøringen <b>ortsettes i 1 til 20 minutter, foretrukket 5 til 10 minutter under de angitte betingelser - særlig den hurtige omrøring.- og den endelige konsentrasjon av suspen- Stirring is continued for 1 to 20 minutes, preferably 5 to 10 minutes under the specified conditions - especially the rapid stirring - and the final concentration of suspension

sjonen kan korrigeres ved tilsetning av vann, under om- tion can be corrected by adding water, while

røring, i mengdeforhold som frembringer de beste betingelser for tilbakeholdt avsetning av fibrene. stirring, in quantities which produce the best conditions for restrained deposition of the fibres.

Den anvendt polytetrafluoretylenharpiks er vanlig en The polytetrafluoroethylene resin used is usually one

suspensjon med" omtrent 60% polytetrafluoretylen i vann. suspension with" about 60% polytetrafluoroethylene in water.

Den kan erstattes med andre fluorholdige harpikslatekser (blanding av tetrafluoroetylen-heksafluoropropylen, polykloro-trifluoroetylen,etc.) . It can be replaced with other fluorine-containing resin latexes (mixture of tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene, polychloro-trifluoroethylene, etc.).

Den anvendte poredannende komponent kan være kalsiumkarbonat, kolloidalt aluminiumoksyd, metalloksyder eller andre produk-ter som kan elimineres med et løsningsmiddel eller ved ned-bryting til slutt. Komponenten bør ha en godt definert granulometri. Man anvender foretrukket kalsiumkarbonat som utgjøres av partikler med midlere diameter på mellom 2 og 25 mikrometer. The pore-forming component used can be calcium carbonate, colloidal aluminum oxide, metal oxides or other products that can be eliminated with a solvent or by decomposition in the end. The component should have a well-defined granulometry. Calcium carbonate is preferably used, which consists of particles with an average diameter of between 2 and 25 micrometres.

For fremstilling av et plant diafragma helles blandingen av For the production of a flat diaphragm, the mixture is poured off

de forskjellige bestanddeler, i homogen og stabil tilstand ned på det forsterkende element i en mengde slik at man opp-når den ønskede tykkelse. Det filtreres deretter under vakuum og tørkes. Tørkingen gjennomføres ved en temperatur på over 100°C, f.eks. ved 150°C i 3 til 24 timer. the various components, in a homogeneous and stable state, onto the reinforcing element in an amount so that the desired thickness is reached. It is then filtered under vacuum and dried. The drying is carried out at a temperature of over 100°C, e.g. at 150°C for 3 to 24 hours.

Til slutt brennes den erholdte diafragmastruktur og innføres Finally, the resulting diaphragm structure is burned and inserted

i en ovn ved en temperatur som ligger over smeltepunktet for den fluorholdige harpiks, foretrukket 25 til 75°C over smeltepunktet, i en tid av 2 til 20 minutter, foretrukket 6 til 10 minutter. Den valgte temperatur avhenger av varigheten av brenningen, men også tykkelsen og sammensetningen av diafragmaet. in an oven at a temperature above the melting point of the fluorine-containing resin, preferably 25 to 75°C above the melting point, for a time of 2 to 20 minutes, preferably 6 to 10 minutes. The chosen temperature depends on the duration of the burning, but also the thickness and composition of the diaphragm.

Etter avkjøling neddykkes diafragmaet i en vandig oppløsning med 10 til 2 0 vektprosent av en svak syre, i nærvær av et fukte-middel i en tid på mellom 24 og 72 timer, alt etter tykkelsen. After cooling, the diaphragm is immersed in an aqueous solution with 10 to 20 percent by weight of a weak acid, in the presence of a wetting agent, for a time of between 24 and 72 hours, depending on the thickness.

Man anvender foretrukket eddiksyre, men andre svake syrer Acetic acid is preferred, but other weak acids are used

kan anvendes med samme gode resultat. can be used with the same good results.

Man vasker til slutt det oppnådde diafragma med vann for Finally, the resulting diaphragm is washed with water

å fjerne syre,og det oppbevares under vann. to remove acid, and it is stored under water.

Oppfinnelsen skal forklares ved hjelp av de følgende eksempler på foretrukne utførelsesformer. The invention shall be explained by means of the following examples of preferred embodiments.

SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL COMPARISON EXAMPLE

Dette eksempel er et sammenligningseksempel som er for-skjellig fra oppfinnelsen ved at det forsterkende element er anbragt på katodeflaten av diafragmaet. This example is a comparative example which differs from the invention in that the amplifying element is placed on the cathode surface of the diaphragm.

Ved dette forsøk fremstilles en suspensjon av asbestfibre inneholdende In this experiment, a suspension of asbestos fibers containing

-100 g asbestfibre med en lengde mellom 1 og 2 mm -100 g of asbestos fibers with a length between 1 and 2 mm

-2500 g vann -2500 g water

-2,5 g natrium-dioktylsulfosuccinat 75% i alkohol. -2.5 g of sodium dioctyl sulfosuccinate 75% in alcohol.

Dispergeringen gjennomføres ved omrøring i 60 minutter ved hjelp av en røreinnretning av trommeltypen. The dispersion is carried out by stirring for 60 minutes using a drum-type stirring device.

Man tilsetter deretter: You then add:

-300 g polytetrafluoretylen i form av en lateks med 60% tørrstoffinnhold -500 g kalsiumkarbonat av typen "BLE OMYA" -300 g polytetrafluoroethylene in the form of a latex with 60% solids content -500 g calcium carbonate of the "BLE OMYA" type

Man omrører denne blanding i 5 minutter. This mixture is stirred for 5 minutes.

170 g av denne suspensjon avvannes på en asbestduk med størrelse 1 dm 2 under overholdelse av følgende vakuum-program : 170 g of this suspension is dewatered on an asbestos cloth of size 1 dm 2 while observing the following vacuum program:

-1 minutt dekantering -1 minute decanting

-2 minutter under 200 mm Hg -2 minutes below 200 mm Hg

-2 minutter under 300 mm Hg -2 minutes below 300 mm Hg

-10 minutter under 740 mm Hg -10 minutes below 740 mm Hg

Den anvendte asbestduk har en tykkelse på 0,7 6 mm med en vekt av 255 g/m 2. Den utgjøres av renningstråder og islettråder med garn-nummer 111 med renning 13 tråder/cm og islett 7 tråder/cm. The asbestos cloth used has a thickness of 0.7 6 mm with a weight of 255 g/m 2. It consists of warp threads and islet threads with yarn number 111 with warp 13 threads/cm and islet 7 threads/cm.

Den oppnådde struktur, som da er assosiert med asbestduken, tørkes i varmeskap ved 150°C i 5 timer. Den forsterkede struktur brennes i en ovn som bringes til 360°C i løpet av 7 minutter. Karbonatet fjernes ved hjelp av 20 vektprosent eddiksyre i vann i løpet av 7 2 timer. Det derved oppnådde diafragma vaskes med vann. The obtained structure, which is then associated with the asbestos cloth, is dried in a heating cabinet at 150°C for 5 hours. The reinforced structure is fired in an oven which is brought to 360°C within 7 minutes. The carbonate is removed using 20% by weight acetic acid in water over 72 hours. The diaphragm thus obtained is washed with water.

Det oppnås ved dette et diafragma med følgende egenskaper: This results in a diaphragm with the following properties:

Dette diafragma anvendes som separator ved elektrolyse av en oppløsning av natriumklorid under de følgende betingelser: This diaphragm is used as a separator in the electrolysis of a solution of sodium chloride under the following conditions:

-asbestduken anbragt på katodesiden - the asbestos cloth placed on the cathode side

-elektrode tildannet som et nettverk (titanbelagt på anodesiden, og jern på katodesiden) med avstand 7 mm -electrode formed as a network (titanium coated on the anode side, and iron on the cathode side) with a distance of 7 mm

-strømtetthet 25 A/dm2 -current density 25 A/dm2

-temperatur 85°C. -temperature 85°C.

Det observeres: It is observed:

-et tap av kohesjon på anodeflaten -a loss of cohesion on the anode surface

-likevekts-cellespenning 3,44 volt -equilibrium cell voltage 3.44 volts

-sammensetning av luten NaOH 125 g/l -composition of the lye NaOH 125 g/l

-klorat 1 g/l som NaC103-chlorate 1 g/l as NaC103

-væskebelastning på diafragmaet 15 cm vann (H) -liquid load on the diaphragm 15 cm water (H)

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Dette eksempel er identisk med det foregående, med unn-tagelse av at den samme asbestduk anbringes på anodesiden. This example is identical to the previous one, with the exception that the same asbestos cloth is placed on the anode side.

Man iakttar den samme sammensetning av luten med hensyn til NaOH og klorat, men likevektsspenningen nedsettes etter hvert til 3,17 volt, den relative motstand er 2,1 og væskebelastningen på diafragmaet er 12 cm vann. The same composition of the lye with regard to NaOH and chlorate is observed, but the equilibrium voltage gradually decreases to 3.17 volts, the relative resistance is 2.1 and the liquid load on the diaphragm is 12 cm of water.

EK SEMPEL 2 til 13 EK SAMPLE 2 to 13

I alle disse eksempler er mengdene av de forskjellige bestanddeler følgende: In all these examples, the amounts of the different components are as follows:

De andre betingelser og resultatene ved elektrolysen under de samme betingelser som i de foregående eksemplene er oppstilt i den etterfølgende tabell. Tabellen viser virkningene og fordelene ved diafragmaet fremstilt i henhold til oppfinnelsen. The other conditions and the results of the electrolysis under the same conditions as in the preceding examples are listed in the following table. The table shows the effects and advantages of the diaphragm produced according to the invention.

Man bemerker således at verdiene for væskebelastningen for eksemplene 9 til 13 er meget høye eller meget store og dette gjør disse diafragmaene praktisk ubrukbare for elektrolyse. It is thus noted that the values for the liquid load for examples 9 to 13 are very high or very large and this makes these diaphragms practically unusable for electrolysis.

Eksempel 8 illustrerer et diafragma som tåler et høyt kloratinnhold som gjør at dette i mindre grad peker seg ut. Example 8 illustrates a diaphragm that can withstand a high chlorate content, which means that this stands out to a lesser extent.

Disse eksempler viser at en meget lukket struktur fører til dårlige resultater ved elektrolysen. These examples show that a very closed structure leads to poor results in electrolysis.

I motsetning hertil vil en meget åpen struktur føre til In contrast, a very open structure will lead to

svært gode resultater ved elektrolysen, men det oppnådde diafragma er skjørt og gjør at man må anvende et tykkere diafragma med ulemper for anvendelsen ved elektrolyse som man kan se i eksempel 2. very good results in electrolysis, but the diaphragm obtained is fragile and means that a thicker diaphragm must be used with disadvantages for the application in electrolysis as can be seen in example 2.

Man ser av læren i eksemplene 3 til 7 at det foreligger One can see from the teaching in examples 3 to 7 that it exists

et foretrukket område som fører til et utmerket resultat for sammenstillingen. a preferred area that leads to an excellent result for the assembly.

EKSEMPEL 14 EXAMPLE 14

Dette eksempel gjennomføres under de samme betingelser This example is carried out under the same conditions

som tidligere angitt i det foretrukne området, som skal vises tydelig ved en prøve med et forsterkende element på katodesiden, til forskjell fra det som er beskrevet i sammenligningseksemplet. as previously indicated in the preferred range, which should be clearly shown by a sample with an amplifying element on the cathode side, in contrast to that described in the comparative example.

I dette eksempel er innholdet av poredannende komponent (CaCO^) 560 g og mengden av filtrert material er 120 g. In this example, the content of pore-forming component (CaCO^) is 560 g and the amount of filtered material is 120 g.

Tykkelsen av diafragmaet er 3,10 mm. The thickness of the diaphragm is 3.10 mm.

Den relative motstand er 2^25, likeveksspenningen er 3,30 volt, væsketelastninqen H 2,5 cm, og sammensetningen av luten The relative resistance is 2^25, the equilibrium voltage is 3.30 volts, the liquid telastninq H 2.5 cm, and the composition of the lye

-NaOH 116 g/l -NaOH 116 g/l

-klorat 1,7 g/l som NaCIO -chlorate 1.7 g/l as NaCIO

3 3

Disse betingelser er uakseptable for elektrolysen: meget liten væskebelastning; kloratinnhold meget høyt. Videre bemerkes f.eks. at cellespenningen tilsvarer spenningen i eksempel 4 These conditions are unacceptable for the electrolysis: very little liquid load; chlorate content very high. Furthermore, e.g. that the cell voltage corresponds to the voltage in example 4

som tilsvarer en filtrert materialmengde på 200 g/dm 2 med en væskebelastning på 24 cm og en kloratmengde på 0,9 g/l NaClO^. which corresponds to a filtered material amount of 200 g/dm 2 with a liquid load of 24 cm and a chlorate amount of 0.9 g/l NaClO^.

Man ser at løsningen som består i å øke mengden av faststoff One can see that the solution consists in increasing the amount of solids

i den porøse membran for oppnåelse av et meget lite kloratinnhold og en tilstrekkelig væskebelastning fører til en stor likevektsspenning, mens det derimot i henhold til oppfinnelsen med en stor filtrert materialmengde 140 g/dm 2 istedet for 120 g/dm 2, se eksempel 3, er væskebelastningen på diafragmaet større, kloratinnholdet er redusert og cellespenningen lavere. in the porous membrane to achieve a very low chlorate content and a sufficient liquid load leads to a large equilibrium stress, whereas according to the invention with a large amount of filtered material 140 g/dm 2 instead of 120 g/dm 2, see example 3, the liquid load on the diaphragm is greater, the chlorate content is reduced and the cell voltage lower.

Likeledes oppnås det med en større mengde poredannende fyllstoff bedre resultater ved elektrolysen (eksempel 1 og 2). Likewise, better results are obtained with a larger amount of pore-forming filler in the electrolysis (examples 1 and 2).

Disse eksempler viser følgelig virkningene og fordelene These examples therefore show the effects and benefits

ved den foreliggende oppfinnelse, som fravær av tap av kohesjon og den ganske store forbedring som oppfinnelsen med-fører for gjennomføringen av elektrblysen. by the present invention, such as the absence of loss of cohesion and the rather large improvement which the invention brings to the execution of the electric torch.

Som nevnt oppnås med diafragmaer fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse: -meget stor motstand for diafragmaet, på dettes anodeside, overfor abrasjon av gass -en stor motstand for diafragmaet mot bøyning og meisling, operasjoner som nå og da nødvendiggjøres av celle-teknologien, såvel som en mindre fare for å skade diafragmaet under dets behandling, spesielt når man former diafragmaet As mentioned, diaphragms manufactured according to the present invention achieve: - very high resistance for the diaphragm, on its anode side, against abrasion by gas - a high resistance for the diaphragm against bending and chiselling, operations which are now and then necessitated by the cell technology, as well as less danger of damaging the diaphragm during its treatment, especially when shaping the diaphragm

-en spyleoperasjon "in situ" blir lettere. - a flushing operation "in situ" becomes easier.

Det bemerkes at på uventet måte, i motsetning til det som kunne forventes ved vanlige diafragmaer, vil diafragmaet i henhold til oppfinnelsen samtidig tilfredsstille de mekaniske hydrodynamiske og elektrokjemiske fordringer ved elektrolysen. It is noted that, in an unexpected way, in contrast to what could be expected with ordinary diaphragms, the diaphragm according to the invention will simultaneously satisfy the mechanical hydrodynamic and electrochemical requirements of the electrolysis.

Claims (3)

1. Diafragma for elektrolyse, omfattende en mikroporøs membran på basis av en fluorholdig harpiks, asbestfibre samt et forsterkningeelement, idet porøsiteten er oppnådd ved spaltning av et poredannende fyllstoff i forbindelse med fremstillingen av diafragmaet, karakterisert ved at forsterkningselementet er en asbestduk med tykkelse 0,5 - 1 mm og vekt mindre enn 500 g/m 2 integrert i selve anodesiden av den mikroporøse membran,idet asbestduken har en struktur som er minst like åpen for passering av væske under elektrolysen som den mikroporøse membran.1. Diaphragm for electrolysis, comprising a microporous membrane based on a fluorine-containing resin, asbestos fibers and a reinforcing element, the porosity being obtained by splitting a pore-forming filler in connection with the manufacture of the diaphragm, characterized in that the reinforcement element is an asbestos cloth with a thickness of 0.5 - 1 mm and a weight of less than 500 g/m 2 integrated into the anode side of the microporous membrane itself, since the asbestos cloth has a structure that is at least as open to the passage of liquid during electrolysis as the microporous membrane. 2. Diafragma som angitt i krav 1, karakterisert ved at det har en relativ motstand mindre enn 4, en væskepermeabilitet på mellom 0,25 og 0,02 ml/minutt/cm<2> ved temperatur 20°C under et væsketrykk på 50 g/cm 2 og en tykkelse mellom 2,5 og 5 mm og foretrukket mellom 3 og 4 mm.2. Diaphragm as stated in claim 1, characterized in that it has a relative resistance less than 4, a liquid permeability of between 0.25 and 0.02 ml/minute/cm<2> at a temperature of 20°C under a liquid pressure of 50 g/cm 2 and a thickness between 2.5 and 5 mm and preferably between 3 and 4 mm. 3. Fremgangsmåte for fremstilling av det porøse diafragma som er angitt i krav 1, hvor det lages en homogen og stabil suspensjon ved at det til en suspensjon av asbestfibre i vann, i nærvær av et sulfonsyre-anionisk overflateaktivt middel, tilsettes en fluorholdig harpikslateks og et poredannende fyllstoff som kalsiumkarbonat, og suspensjonen kombineres med et forsterkende element, karakterisert ved at det som forsterkende element anvendes en asbestduk og at en avpasset mengde av suspensjonen avfiltreres på asbestduken som har en tykkelse på mellom 0,5 og 1 mm, en vekt mindre enn 500 g/m 2 slik at suspensjonen etterlates integrert på og i asbestduken, hvoretter den erholdte fuktige diafragmastruktur brennes ved en temperatur som ligger over smeltepunktet for den fluorholdige harpiks i krystallinsk tilstand under eventuell samtidig spaltning av det poredannende fyllstoff.3. Process for the production of the porous diaphragm stated in claim 1, where a homogeneous and stable suspension is made by adding a fluorine-containing resin latex to a suspension of asbestos fibers in water, in the presence of a sulphonic acid anionic surfactant, and a pore-forming filler such as calcium carbonate, and the suspension is combined with a reinforcing element, characterized in that an asbestos cloth is used as the reinforcing element and that an appropriate amount of the suspension is filtered off on the asbestos cloth, which has a thickness of between 0.5 and 1 mm, a weight less than 500 g/m 2 so that the suspension is left integrated on and in the asbestos cloth, after which the moist diaphragm structure obtained is burned at a temperature that is above the melting point of the fluorine-containing resin in a crystalline state during possible simultaneous cleavage of the pore-forming filler.
NO762003A 1975-06-11 1976-06-10 DIAFRAGMA FOR ELECTROLYSIS AND PROCEDURES FOR PREPARING THE DIAFRAGMA NO145847C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7518246A FR2314214A2 (en) 1975-06-11 1975-06-11 PROCESS FOR MANUFACTURING POROUS PLASTIC DIAPHRAGMS AND NEW DIAPHRAGMS SO OBTAINED

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO762003L NO762003L (en) 1976-12-14
NO145847B true NO145847B (en) 1982-03-01
NO145847C NO145847C (en) 1982-06-16

Family

ID=9156358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO762003A NO145847C (en) 1975-06-11 1976-06-10 DIAFRAGMA FOR ELECTROLYSIS AND PROCEDURES FOR PREPARING THE DIAFRAGMA

Country Status (14)

Country Link
JP (2) JPS52843A (en)
AT (1) AT342622B (en)
BE (1) BE842808R (en)
CA (1) CA1076065A (en)
CH (1) CH596328A5 (en)
DE (1) DE2626064C3 (en)
ES (1) ES448740A2 (en)
FR (1) FR2314214A2 (en)
GB (1) GB1549741A (en)
IT (1) IT1061672B (en)
NL (1) NL7606264A (en)
NO (1) NO145847C (en)
SE (1) SE7606660L (en)
SU (1) SU651659A4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL73398A (en) * 1983-11-02 1987-10-20 Raychem Ltd Protected metal components and their production
FR2589787B1 (en) * 1985-09-27 1988-05-20 Rhone Poulenc Chim Base MICROPOROUS MATERIAL, PROCESS FOR OBTAINING SAME, AND APPLICATIONS IN PARTICULAR FOR THE PRODUCTION OF CATHODE ELEMENTS
CN112793158A (en) * 2020-12-28 2021-05-14 广东石油化工学院 Butt-joint type underwater 3D printer arranged in parallel from top to bottom

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2944956A (en) * 1956-11-16 1960-07-12 Dow Chemical Co Chlorine cell having protected diaphragm
US3723264A (en) * 1969-04-28 1973-03-27 Pullman Inc Electrochemical oxidation of olefinic compounds
BE788557A (en) * 1971-09-09 1973-03-08 Ppg Industries Inc DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS

Also Published As

Publication number Publication date
DE2626064A1 (en) 1976-12-16
ES448740A2 (en) 1979-08-01
FR2314214B2 (en) 1979-08-03
CH596328A5 (en) 1978-03-15
JPS6330994B2 (en) 1988-06-21
DE2626064B2 (en) 1978-05-24
SE7606660L (en) 1976-12-12
IT1061672B (en) 1983-04-30
ATA430576A (en) 1977-08-15
NO762003L (en) 1976-12-14
SU651659A4 (en) 1979-03-05
AT342622B (en) 1978-04-10
NL7606264A (en) 1976-12-14
JPS6119790A (en) 1986-01-28
CA1076065A (en) 1980-04-22
BE842808R (en) 1976-12-10
NO145847C (en) 1982-06-16
GB1549741A (en) 1979-08-08
FR2314214A2 (en) 1977-01-07
DE2626064C3 (en) 1979-01-18
JPS52843A (en) 1977-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3980613A (en) Method of manufacturing electrolysis cell diaphragms
US4003818A (en) Method of obtaining a micro-porous membrane and novel product thus obtained
EP0232923B2 (en) Improved ion-permeable diaphragms for electrolytic cells
US5094895A (en) Composite, porous diaphragm
US5183545A (en) Electrolytic cell with composite, porous diaphragm
EP0003851B1 (en) A porous, electrolyte-permeable diaphragm, electrolytic cell comprising said diaphragm, use of said electrolytic cell and process for the preparation of said diaphragm
NO155152B (en) ELECTROLYCLE CELL, USE OF SAME AND IONE EXCHANGE MEMBRANE FOR USE IN THE CELL.
US4031041A (en) Cloth comprising asbestos fibers and method of producing said cloth
EP2231902B1 (en) Separator for chlor-alkali electrolytic cells and method for its manufacturing
US5288384A (en) Wetting of diaphragms
CA1131175A (en) Chlorotrifluoroethylene containing polymer diaphragm
NO145847B (en) DIAFRAGMA FOR ELECTROLYSIS AND PROCEDURES FOR PREPARING THE DIAFRAGMA
US4110153A (en) Method of forming a microporous diaphragm
US4070257A (en) Electrolytic process using novel diaphragm
US4204938A (en) Method of making porous plastic diaphragms and the resulting novel diaphragms
US4713163A (en) Porous diaphragm for electrolytic cell
CA1146911A (en) Oxygen electrode rejuvenation methods
US4020235A (en) Novel composite diaphragm material
US4186065A (en) Method of preparing a resin-containing asbestos diaphragm
NO771351L (en) DIAGRAGMA FOR ELECTROLYSIS CELLS AND PROCEDURES FOR THE MANUFACTURE OF THESE.
US4869793A (en) Method of preparing an asbestos diaphragm
NO148342B (en) MEMBRANEATED cathode for electrolytic cells and procedure for producing such cathode
US4183793A (en) Electrolysis of alkali-metal halides
US4879009A (en) Method of preparing an asbestos diaphragm
JPH0660251B2 (en) Cation exchange membrane reinforced with cation exchange fabric