NO162250B - Poroest diafragma fte ti l fremstilling av diafragmaet. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et porøst arkformet diafragma av

et organisk polymert materiale og en fremgangsmåte til fremstilling av diafragmaet. Fremgangsmåten er angitt i'krav 9-12, og det vises til disse.

Elektrolyseceller omfattende en flerhet av anoder og katoder atskilt med porøse, hydraulisk gjennomtrengelige diafragmaer som deler cellen i en flerhet av anode- og katodekamre, er blitt anvendt i mange år for elektrolyse av vandige oppløsninger av elektrolytter. For eksempel er vandig natriumhydroksyd-oppløsning og klor i mange år blitt fremstilt i en svær målestokk ved elektrolyse av vandig natriumkloridoppløsning i slike diafragmaceller hvor de porøse, hydraulisk gjennomtrengelige diafragmaer utgjøres av asbest-diafragmaer. Når vandig natriumklorid-oppløsning elektrolyseres i en slik elektrolysecelle, fylles oppløsningen i cellens anodekammer, klor som dannes i elektrolysen, uttas fra anodekamrene, natriumklorid-oppløsningen går gjennom diafragmaene til cellens katodekamre, og hydrogen og natriumhydroksyd-oppløsnang dannet i elektrolysen uttas fra katodekamrene, idet natriumhydroksydet uttas i form av en vandig oppløsning av natriumhydroksyd og natriumklorid.

Skjønt porøse, hydraulisk gjennomtrengelige asbest-diaf ragmaer er blitt anvendt i mange år, er det mangler ved slike diafragmaer. Asbest-diafragmaer sveller således under anvendelse, hvilket nødvendiggjør anvendelse i cellen av et anode-katode-mellomrom som er større enn det som ellers ville fordres, med en derav følgende økning i spenning og kraft-omkostninger. Asbest er også blitt gjenstand for økende angrep i de senere år som en miljø-fare. Det må utvises stor for-siktighet ved håndtering av asbest, og man må passe på å fjerne spor av asbest fra elektrolyse-produktene.

I de senere år er det blitt foreslått å erstatte asbest-diafragmaer i elektrolyseceller med diafragmaer av syntetiske organiske polymere materialer. I betraktning av det korrosive miljø som finnes i mange elektrolyseceller og spesielt i en celle hvor det elektrolyseres en vandig natriumkloridoppløsning, er det nødvendig å anvende som diafragma et syntetisk organisk polymert materiale som er motstandsdyktig overfor nedbrytning i cellemiljøet. Fluor-inneholdende polymere materialer er blitt foreslått for anvendelse i slike diafragmaer, for eksempel polymere perfluor-materialer, f.eks. polytetrafluoretylen, siden slike materialer er spesielt motstandsdyktige overfor nedbrytning i cellemiljøet.

Eksempler på porøse, hydraulisk gjennomtrengelige diafragmaer av syntetiske organiske polymere materialer og fremgangsmåter til fremstilling av diafragmaene er beskrevet for eksempel i britisk patent nr. 1 503 915, hvor det er beskrevet et porøst diafragma av polytetrafluoretylen med en mikrostruktur av knuter innbyrdes forbundet ved fibriller, i britisk patent nr. 1 081 046, hvor det er beskrevet et porøst diafragma fremstilt ved ekstraksjon av et partikkelformig fyllstoff fra et ark av polytetrafluoretylen, og i britisk patent nr. 1 522 605, hvor det er beskrevet et diafragma i form av en matte av fibrøs fluorpolymer som er fremstilt ved spinning av en dispersjon av fluorpolymer inn i et elektrisk felt og oppsamling av de fibre som er fremstilt på denne måte, på en elektrode, i form av en matte.

Alle diafragmaer av syntetiske organiske polymere materialer, og spesielt diafragmaer fremstilt av fluor-inneholdende polymere materialer, f.eks. polytetrafluoretylen, innebærer et fundamentalt problem ved at de kan ha liten, hvis i det hele tatt noen, tendens til å "fuktes" av vandige opp-løsninger av elektrolytter. Det er således vanskelig å bevirke at vandige oppløsninger strømmer gjennom slike diafragmaer, og selv når diafragmaet er gjennomtrengelig i begynnelsen overfor vandig oppløsning, er gjennomtrengeligheten ikke permanent, og diafragmaet kan i det alt vesentlige bli ugjennomtrengelig etterat det er utført elektrolyse i bare et kort tidsrom. Forskjellige fremgangsmåter er blitt foreslått for overvinning av dette problem. For eksempel er det i britisk patent nr.

1 081 046 foreslått å inkorporere i diafragmaet et partikkelformig uorganisk fyllstoff som er kjemisk inert overfor de betingelser som er rådende i elektrolysecellen, og som fuktes av den vandige oppløsning som skal elektrolyseres. Egnede uorganiske fyllstoffer er bariumsulfat, titandiokyd og amfibol-og serpentinformene av asbest. Hvis ønskelig kan eti uorganisk fyllstoff inkorporeres i diafragmaet etter fremstilltLng av diafragmaet, for eksempel ved impregnering av diafragmaet med en hydrolyserbar forløper for fyllstoffet og etterfølgende hydrolysering av forløperen, som beskrevet i britisk patent nr. 1 503 915.

Andre fremgangsmåter til fremstilling av diafragmaer av syntetiske organiske polymere materialer som er fuktbare, er beskrevet i for eksempel US-patent nr. 4 252 878, hvor det er beskrevet behandling av et diafragma med en oppløsning av et fluorert overflateaktivt middel og tørking av det således behandlede diafragma, og i japansk patent nr. 516 277, hvor et porøst diafragma av en fluorert harpiks behandles med et fluorert overflateaktivt middel og deretter oppvarmes ved en temperatur over smeltepunktet for harpiksen, hvorved det overflateaktive middel bindes til harpiksen. Ved disse fremgangsmåter belegges porene i diafragmaet med det fluorerte overflateaktive middel gjennom hele diafragmaet.

Vi har funnet at til og med når et diafragma av et syntetisk organisk polymert materiale innbefatter en substans som bidrar til å øke varigheten av diafragmaets gjennomtrengelighet for en vandig oppløsning av en elektrolytt, kan det være at diafragmaet ikke funksjonerer så tilfredsstillende som man kunne ønske. Det kan således være et visst tap av "fukte"-substansen under anvendelsen av diafragmaet, som fører til en tiltagende reduksjon i diafragmaets gjennomtrengelighet for elektrolytten, og i et yttertilfelle kan diafragmaet til slutt bli praktisk talt ugjennomtrengelig for elektrolytt. Denne tiltagende reduksjon i gjennomtrengelighet kan være forbundet med en økning i driftsspenningen i cellen.

Den foreliggende oppfinnelse angår et forbedret diafragma som i mindre grad enn tidligere foreslåtte diafragmaer viser tiltagende reduksjon i gjennomtrengelighet ved anvendelse i en elektrolysecelle. Dessuten er en elektrolysecelle som innbefatter diafragmaet, mindre tilbøyelig til å vise en tiltagende økning i spenning med økning i driftstiden for cellen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveie-brakt et porøst arkformet diafragma av et organisk polymert materiale, idet nevnte ark inneholder i hele sin tykkelse minst ett fuktemiddel som er en substans som muliggjør økning av den tid i hvilken arket forblir gjennomtrengelig overfor en vandig oppløsning av en elektrolytt, karakterisert ved at konsentrasjonen av nevnte substans i den del av arket som er nær én eller begge de ytre overflater på arket, er større enn konsentrasjonen av substansen i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater.

For enkelhets skyld vil den substans som muliggjør økning av den tid i hvilken arket forblir gjennomtrengelig overfor en vandig oppløsning av en elektrolytt, i det følgende bli referert til som et fuktemiddel.

Når det porøse ark i henhold til den foreliggende oppfinnelse anvendes som diafragma i en elektrolysecelle, beholder arket et godtagbart elektrolyttgjennomtrengelighets-nivå i et tidsrom som er lengre enn det som er tilfellet for et diafragma hvor konsentrasjonen av fuktemiddel i den del av arket som er nær arkets ytre overflater, er den samme som konsentrasjonen i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater. Driftsspenningen i en elektrolysecelle er dessuten lavere når cellen inneholder et diafragma i henhold til oppfinnelsen enn driftsspenningen i en celle som inneholder et diafragma hvor konsentrasjonen av fuktemiddel er den samme i hele diafragmaets tykkelse.

Den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for ark fremstilt av et hvilket som helst egnet organisk polymert materiale og for porøse ark som kan være fremstilt på en rekke forskjellige fremgangsmåter.

Foretrukne polymere materialer er fluor-inneholdende polymere materialer, siden slike materialer i alminnelighet er motstandsdyktige mot å nedbrytes av det korrosive miljø som finnes i mange elektrolyseceller, for eksempel i celler hvor det elektrolyseres vandig natriumkloridoppløsning. Det polymere materiale kan for eksempel være polytetrafluoretylen, en tetrafluoretylen-heksafluorpropylen-kopolymer, en vinyliden-fluorid-polymer eller -kopolymer, en vinylfluorid-polymer eller

-kopolymer eller en fluorert etylen-propylen-kopolymer.

Det porøse ark kan fremstilles ved ekstraksjon av et partikkelformig fyllstoff fra et ark av organisk polymert materiale, som beskrevet i britisk patent nr. 1 081 046, ved strekking av et ark av polytetrafluoretylen og deretter sintring av arket under dannelse av et porøst ark med en mikrostruktur av knuter innbyrdes forbundet ved fibriller, som beskrevet i britisk patent nr. 1 503 915, eller ved spinning av en dispersjon av en fluorpolymer i et elektrisk felt og oppsamling av de således dannede fibre på en elektrode i form av en matte, som beskrevet i britisk patent nr. 1 522 605. Den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for porøse diafragmaer fremstilt ifølge andre fremgangsmåter enn de som er beskrevet ovenfor. Den er ikke begrenset i sin utførelse til noen bestemt diafragma-konstruksjon eller til et diafragma fremstilt ved noen bestemt fremangsmåte, skjønt et diafragma fremstilt ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet i britisk patent 1 503 915, er foretrukket, siden det diafragma som er fremstilt på denne måte, innehar høy styrke og en ønskelig porestørrelses-ensartethet.

Diafragmaet ifølge oppfinnelsen er i form av et ark og kan ha en tykkelse på for eksempel 0,2 mm opp til flere millimeter, f.eks. 5 mm eller mer. Diafragmaet kan være et laminat av en flerhet av porøse ark. Diafragmaets porøsitet kan for eksempel være i området 40-90 volum%.

Prinsippet ifølge den foreliggende oppfinnelse er anvendbart for et diafragma som inneholder et hvilket som helst egnet fuktemiddel. Fuktemidlet kan for eksempel være et organisk kjemisk overflateaktivt middel, av hvilke et meget stort antall er kjent innenfor teknikken. Slike overflateaktive midler kan være anioniske, kationiske, ikke-ioniske eller amfotere. I betraktning av den korrosive beskaffenhet av det miljø som ofte finnes i elektrolyseceller, og spesielt i celler hvor klor og alkalimetall-hydroksyder fremstilles ved elektrolyse av alkali-metallklorid, er det foretrukket å anvende fluor-inneholdende overflateaktive midler, spesielt perfluorerte overflateaktive midler, siden slike overflateaktive midler i alminnelighet er mer motstandsdyktige overfor nedbrytning i slike elektrolyse-celler.

Fluor-inneholdende overflateaktive midler som er foretrukket på grunn av sin termiske stabilitet og motstandsdyktighet overfor nedbrytning, er perfluoralkylsulfonsyrer, metallsalter derav og derivater derav som kan omdannes til overf lateaktive midler, f.eks. perfluoralkyl-sulfonyl-halogenider som kan omdannes til perfluoralkylsulfonsyrer eller metallsalter derav ved hydrolyse.

Egnede perfluoralkylsulfonsyrer og salter innbefatter perfluoroktylsulfonsyre og alkalimetall- og jordalkalimetall-salter derav, for eksempel natrium-, kalium- og kalsium-salter av perfluoroktylsulfonsyre.

Kommersielt tilgjengelige overflateaktive midler innbefatter dem som selges under varemerket Fluorad, f.eks. FC-134, FC-128, FC-430 og FC-170. Andre kommersielt tilgjengelige overflateaktive midler innbefatter dem som sel-

ges under varemerket Zonyl, f.eks. Zonyl FSB, Zonyl FSC,

Zonyl FSP og Zonyl FSN.

Fuktemidlet kan være et uorganisk materiale, f.eks. et partikkelformig uorganisk materiale. Det uorganiske materiale bør ikke være løselig i, eller angripes kjemisk av, elektrolytten eller elektrolyseproduktene, og det vil velges under hensyntagen til beskaffenheten av den elektrolytt diafragmaet skal anvendes for. Fuktemidlet er passende et uorganisk oksyd eller hydroksyd. Når diafragmaet skal anvendes i en elektrolysecelle for elektrolyse av alkalimetall-klorid-oppløsning, innbefatter foretrukne partikkelformige uorganiske materialer titandioksyd og zirkoniumdioksyd og hydrerte former derav. Andre egnede uorganiske materialer innbefatter^asbest, bariumsulfat, jordalkalimetall-titanater, f.eks. kalsium- og barium-titanat, alkalimetall-titanater, f.eks. kaliumtitanat, og silikater, f.eks. zirkoniumsilikat.

I diafragmaet ifølge den foreliggende oppfinnelse er fuktemidlet fordelt i hele diafragmaets tykkelse. Diafragma inneholdende fuktemidler kan for eksempel fremstilles ved at diafragmaet dannes av en homogen blanding av organisk polymert materiale og fuktemiddel, for eksempel av en homogen blanding av organisk polymert materiale og partikkelformig uorganisk materiale eller et organisk kjemisk overflateaktivt middel. Når fuktemidlet er et organisk kjemisk overflateaktivt middel er det foretrukket at det porøse diafragma oppvarmes i nærvær av det overflateaktive middel for mykgjøring eller sintring av det polymere materiale uten at den porøse struktur ødelegges, for å forbedre fikseringen av det overflateaktive middel på det polymere materiale i diaf ragmaet.

Ved en alternativ fremstillingsmåte kan fukte-

midlet inkorporeres i diafragmaet ved at et allerede dannet diafragma bringes i kontakt med fuktemidlet eller en for-løper for dette. Diafragmaet kan for eksempel bringes i kontakt med en oppløsning av et overflateaktivt middel eller med en dispersjon av et partikkelformig uorganisk materiale, eller med en oppløsning av en forløper av det uorganiske materiale, hvilken forløper kan omdannes til det uorganiske materiale ved for eksempel hydrolyse. I et eksempel på sistnevnte kan et porøst diafragma bringes i kontakt méd en oppløsning av tetrabutyltitanat, og titanatet kan deretter hydrolyseres under dannelse av et hydratisert titanoksyd.

I diafragmaet i henhold til den foreliggende oppfinnelse er konsentrasjonen av fuktemiddel i den del av arket som er nær én eller begge de ytre overflater av arket, større enn konsentrasjonen av fuktemidlet i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater. Diafragmaet i henhold til oppfinnelsen kan inneholde ett fuktemiddel eller det kan inneholde to eller flere fuktemidler. For eksempel kan et første fuktemiddel være tilstede i hele diafragmaets tykkelse, og et annet og annerledes fuktemiddel kan være tilstede nær én eller begge de ytre overflater av arket, slik at konsentrasjonen av fuktemiddel totalt, nær én eller begge de ytre overflater av arket,er større enn konsentrasjonen av det første fuktemiddel i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater.

Det er manqc forskjellige fremgangsmåter ved hvilk<i>e denne økede konsentrasjon av fuktemiddel kan oppnås i den del av arket som er nær én eller begge de ytre overflater av arket.

Diafragmaet kan for eksempel fremstilles ved laminering av en flerhet av ark inneholdende ulike konsentrasjoner av fuktemiddel, idet arkene ved én eller begge overflater av laminatet inneholder en større konsentrasjon av fukté-

middel enn det annet ark eller de andre ark, d.v.s. arket eller arkene i det indre av laminatet.

Ved en ytterligere fremgangsmåte, som er spesielt egnet for anvendelse for fuktemidler i form av partikkelformige uorganiske materialer', kan fuktemidlet påføres på én eller begge overflater av arket, som allerede inneholder fuktemiddel i hele arkets tykkelse. Fuktemidlet kan påføres på den ytre overflate eller de ytre overflater av arket, og en valse kan anvendes for impregnering av fuktemidlet inn i overflaten eller overflatene. Diafragmaet kan for eksempel gjentatte ganger føres gjennom en tvillingvalse, og fuktemiddel kan påføres på én overflate av arket og hvis ønskelig deretter på den andre overflate av arket. Under eller etter påføringen av fuktemidlet kan det polymere materialet i diafragmaet myk-gjøres eller sintres for å forbedre fikseringen av fuktemidlet på arkets overflater.

Fuktemidlet kan påføres på én eller begge overflater

av arket ved plasma-påsprøytning eller flamme-påsprøytning av fuktemidlet, spesielt når fuktemidlet er et partikkelformig uorganisk materiale.

Fuktemidlet kan påføres på én eller begge overflater

av et arkformet diafragma i form av en blanding av polymert materiale og fuktemiddel inneholdende en høy andel av fuktemiddel . Blandingen kan være i form av partikler av polymert materiale blandet med fuktemiddel, og polymeren kan mykgjøres eller sintres i hvert fall i en viss utstrekning for fikse-ring av det polymere materiale; og fuktemidlet på arkets overflate (overflater). Blandingen av polymert materiale og fuktemiddel kan være i form av; en dispersjon eller en oppløs-ning i et flytende fortynningsmiddel, og etter påføring av dispersjonen eller oppløsningen på overflaten eller overfla-

tene av diafragmaet kan det flytende fortynningsmiddel fjernes, f.eks. ved fordampning.

Konsentrasjonen av fuktemiddel kan økes i den del av diafragmaet som er nær én eller begge overflater av arket ved at polymert materiale fjernes på en regulert måte fra arket i overflateområdene av arket. Fjerning av polymert materiale kan utføres kjemisk eller ved brenning.

I diafragmaet i henhold til oppfinnelsen er de ønskede konsentrasjoner av fuktemiddel i den del av arket som er nær én eller begge de ytre overflater av arket og i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater, et spørsmål om valg og vil delvis avhenge av beskaffenheten av det organiske polymere materiale i diafragmaet og av diafragmaets porøsitet og av beskaffenheten av fuktemidlet eller fukte-midlene. Når for eksempel fuktemidlet er et partikkelformig uorganisk materiale, kan diafragmaet inneholde minst 10

vekt%, fortrinnsvis minst 20 vekt%, av fuktemidlet i den del av arket sem er fjernt fra arkets ytre overflater, og i den del av arket som er nær én eller begge overflater av arket,

kan konsentrasjonen av fuktemiddel være minst 10% større enn konsentrasjonen av fuktemiddel i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater. Konsentrasjonen av fuktemiddel i den førstnevnte del av arket kan være så stor som 70 vekt%, og den ytre overflate eller de ytre overflater av arket kan omfatte så mye som praktisk talt 100% av fuktemiddel,

det vil si et porøst lag av fuktemiddel.

Diafragmaet ifølge den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til anvendelse i noen bestemt type elektrolysecelle. Det kan for eksempel anvendes i en elektrolysecelle hvor alkalimetallhydroksyd og klor fremstilles ved elektrolyse av vandig alkalimetallhalogenid-oppløsning. Det kan anven-

des i elektrolyseceller for elektrolyse av andre elektrolytter, og det kan anvendes som batteri-skillevegg.

Oppfinnelsen skal nå illustreres ved de følgende Eksempler.

EKSEMPEL 1

Et porøst diafragma av polytetrafluoretylen i form av et 2 mm tykt ark med en porøsitet på 70% og inneholdende 50 vekt% partikkelformig bariumtitanat fordelt i hele .mem-branen og med en mikrostruktur av knuter innbyrdes forbundet ved fibriller, fremstilt ved strekking av et ark av poly-tetraf luoretylen inneholdende bariumtitanat og sintring av arket, som beskrevet i britisk patent nr. 1 503 915, ble belagt på én ytre overflate med et lag titandioksyd ved plasma-påsprøytning av 20 ,um partikler av titandioksyd på overflaten. Flere diafragma-ark belagt på denne måten på én overflate med titandioksyd ble så montert på overflatene av en katodeboks i en elektrolysecelle.

Katodeboksen var fremstilt av bløtt stål og hadde

fire sidevegger, en toppflate av vevet: nettverk og en bunnflate av vevet nettverk, og innvendige.vegger av vevet nettverk anbrakt mellom topp- og bunnflatene slik at det ble dannet tre langstrakte spalter i boksen. Arkene i diafragmaet ble festet sammen slik at hele katodeboksens nettverk-overflater ble dekket ned de titandioksyd-belagte overflater av arkene som vendte mot nettverk-overflåtene.

Den således kledde katodeboks ble ci n o . c ci k t på et celle-underlag omfattende en titan-underlagsplate cg tre oppad-ragende blad-anoder hvis blader var belagt med et lag

av en blanding av 35 vekti RuC^ og 65 vekt% TiC>2 • Anodene ble anbrakt i katodeboksens spalter, og monteringen av cellen ble fullført ved at et celledekke ble anbrakt på boksen. Celledekket var forsynt med en anordning for innføring av elektrolytt i cellens anodekarnmer og med en anordning for fjerning av gassformige elektrolyseprodukter fra cellen, og katodeboksen var forsynt med anordninger for fjerning av gassformige bg væskeformige elektrolyseprodukter fra cellens katodekamre.

26 vekts vandig natriumklorid-oppløsning ble fylt i cellens anodekarnmer, og etter henstand i 3 timer ved 85°C ble elektrolysen av oppløsningen startet ved en strømtett-het på 2,85 kA/m'~ anodeovcrf late. Driftsspenningen i cellen

ved en anode-strømtetthet på 2,85 kA/m 2 og diafragmaets gjennomtrengelighet ble overvåket over et tidsrom på 6 dager, med de følgende resultater.

For saminenligningsformål ble ovenstående elektrolyse-fremgangsntåte gjentatt under anvendelse av et diafragma som ikke var blitt belagt på én ytre overflate med et lag titandioksyd. Elektrolyseresultatene var som følger:

EK SEMPEL 2

Et porøst diafragma av polytetrafluoretylen inneholdende 50 vekt% bariumtitanat fordelt i hele diafragmaet, som anvendt i Eksempel 1, ble belagt på begge de ytre overflater med et lag av partikkelformig titandioksyd ved plasma-påsprøytning.

Det således belagte diafragma ble montert i en elektrolysecelle omfattende en sirkulær titan-nettverkanode belagt med en blanding av 3 5 vekt% RuC^ og 6 5 vekt% TiC^, og en nettverk-katode av bløtt stål.

Vandig natriumkloridoppløsning ble elektrolysert under de betingelser som er beskrevet i Eksempel 1, og driftsspenningen og diafragmaets gjennomtrengelighet ble overvåket i et tidsrom på 5 dager, med de følgende resultater :

EK SEMPEL 3

Fremgangsmåten ifølge Eksempel 2 ble gjentatt, bortsett fra at diafragmaet ble belagt bare på én ytre overflate med et lag partikkelformig zirkoniumdioksyd ved plasma-påsprøy-ting, idet den belagte overflate på diafragmaet vendte mot katoden.

Driftsspenningen og diafragmaets gjennomtrengelighet ble overvåket i et tidsrom på 6 dager med de følgende resultater:

EKSEMPLER 4 OG 5

I to atskilte eksempler ble porøse diafragmaer av polytetrafluoretylen inneholdende 50 vekt% bariumtitanat

fordelt i hele diafragmaet, som anvendt i Eksempel 1, belagt på begge de ytre overflater med et lag partikkelformig titandioksyd ved plasma-påsprøytning (Eksempel 4), og på begge de ytre overflater med et lag partikkelformig bariumtitanat ved plasmapåsprøytning (Eksempel 5).

De således belagte diafragmaer ble montert i atskilte elektrolyse-celler, idet hver celle omfattet en dobbeltsidig-nettverks-titananode belagt med en blanding av 35 vekt% Ru02 og 65 vekt% Ti°2 og to -""-stoder av bløtt stål, anbrakt på hver side av anoden. Diafragmaer ble anbrakt mellom hver katode og anoden.

Vandig natriumklorid-oppløsning ble elektrolysert under de betingelser som er beskrevet i Eksempel 1, og driftsspenningen og diafragmaenes gjennomtrengelighet ble overvåket over tidsrom på henholdsvis 5 og 4 dager, med de følgende resultater.

For sammenlign!ngsformål ble ovenstående elektrolyse-fremgangsmåte gjentatt med et diafragma som ikke var blitt belagt på sine ytre overflater.

EKSEMPEL 6

50 vektdeler titandioksyd-pulver ble tilsatt til en dispersjon av 15 deler polytetrafluoretylen i 35 deler vann, og den således dannede blanding ble påsprøytet på én ytre overflate av et porøst diafragma av polytetrafluoretylen inneholdende 50 vekt% bariumtitanat fordelt i hele diafragmaet, som anvendt i Eksempel 1.

Det således dannede belegg på diafragmaet fikk tørke, og sprøyte- og tørke-prosessen ble gjentatt.

Diafragmaet ble deretter oppvarmet ved en temperatur på 325 C for sintring av polytetrafluoretylenet på diafragmaets overflate.

To diafragmaer fremstilt som beskrevet ovenfor ble så montert i en elektrolysecelle som beskrevet i Eksempel 4 idet de belagte overflater av diafragmaet vendte mot kato-dene, og vandig natriumklorid-oppløsning ble elektrolysert under de betingelser scrn er beskrevet i Eksempel 1, med de følgende resultater:

For sammenligningsformål ble den ovenstående elektrolyse-prosess gjentatt for diafragmaer som ikke var blitt belagt på én av sine ytre overflater.

EKSEMPEL 7

Et porøst diafragma av polytetrafluoretylen inneholdende 50 vekt% bariumtitanat fordelt i hele diafragmaet, som anvendt i Eksempel 1, ble belagt på én ytre overflate med et■lag av en oppløsning av natrium i naftalen ("Tetra-etch" - W L Gore & Associates Inc.), hvilken oppløsning nedbryter polytetrafluoretylen kjemisk. Etter 2 minutter ble oppløsningen vasket av overflaten med vann, diafragmaet ble montert i en elektrolysecelle av den type som er beskrevet i Eksempel 4 med den ubehandlede overflate vendt mot katoden, og vandig natriumklorid-oppløsning ble elektrolysert under de betingelser som er beskrevet i Eksempel 1, med de følgende resultater.

Claims (12)

1. Porøst arkformet diafragma av et organisk polymert materiale, idet nevnte ark inneholder i hele sin tykkelse minst ett fuktemiddel som er en substans som muliggjør økning av den tid i hvilken arket forblir gjennomtrengelig overfor en vandig oppløsning av en elektrolytt, karakterisert ved at konsentrasjonen av substansen i den del av arket som er nær én eller begge de ytre overflater av arket, er større enn konsentrasjonen av substansen i den del av arket som er fjernt fra arkets ytre overflater.

2. Diafragma ifølge krav 1, karakterisert ved at det organiske polymere materiale er et fluor-inneholdende polymert materiale.

3. Diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-2, karakterisert ved at diafragmaet har en mikrostruktur av knutepunkter sammenkoplet med fibriller.

4. Diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at fuktemidlet omfatter et partikkelformig uorganisk materiale.

5. Diafragma ifølge krav 4, karakterisert ved at fuktemidlet omfatter et uorganisk oksyd eller hydroksyd.

6. Diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at fuktemidlet omfatter bariumtitanat.

7. Diafragma ifølge kravene 1-6, karakterisert ved at et første fuktemiddel er til stede i hele diafragmaets tykkelse og et annet annerledes fuktemiddel er til stede nær én eller begge de ytre overflater av diafragmaet.

8. Diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert ved at konsentrasjonen av fuktemiddel i den del av diafragmaet som er nær én eller begge overflater derav, er minst 10% større enn konsentrasjonen av fuktemiddel i den del av diafragmaet som er fjernt fra diafragmaets ytre overflater.

9. Fremgangsmåte til fremstilling av et diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at fuktemiddel påføres én eller begge de ytre overflater av diafragmaet, hvilket diafragma inneholder fuktemiddel i hele sin tykkelse.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at fuktemiddel i form av et partikkelformig uorganisk materiale påføres ved plasma-påsprøytning.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at fuktemidlet påføres på én eller begge de ytre overflater av diafragmaet i form av en blanding av fuktemiddel og organisk polymert materiale.

12. Fremgangsmåte til fremstilling av et diafragma ifølge hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at organisk polymert materiale fjernes fra én eller begge de ytre overflater av et diafragma, hvilket diafragma inneholder fuktemiddel i hele sin tykkelse.