Przedmiotem wynalazku jest sposób instalowania w elektrolizerze membrany jonowy¬ miennej.Znane sa elektrolizery zawierajace wiele anod i katod, przy czym kazda anoda jest oddzielona od sasiedniej katody membrana jonowymienna, które dziela elektrolizer na wiele przestrzeni anodowych i katodowych^ Przestrzenie anodowe takich elektrolizerów sa wyposa¬ zone w srodki do podawania elektrolitu do elektrolizera dogodnie ze zbiornika oraz w srodki do usuwania produktów elektrolizy z elektrolizera* Podobnie przestrzenie katodowe elektro- lizerów sa wyposazone w srodki do usuwania produktów elektrolizy z elektrolizera i ewentual¬ nie w srodki do podawania wody lub innego plynu do elektrolizerai Elektrolizery moga byc typu jednobiegunowego lub dwubiegunowego.Na przyklad elektrolizery typu prasy filtracyjnej moga zawierac duza liczbe prze¬ miennie rozmieszczonych anod i katod, na przyklad piecdziesiat anod rozmieszczonych prze¬ miennie z piecdziesiecioma katodami, chociaz elektrolizery moga nawet zawierac wiecej anod i katod, na przyklad do stu piecdziesieciu przemiennie rozmieszczonych anod i katod.W takich elektrolizerach membrany sa zasadniczo hydraulicznie nieprzepuszczalne i substancje jonowe, na przyklad jony uwodnione, sa przenoszone przez membrane miedzy prze¬ strzeniami anodowymi 1 katodowymi elektrolizera. Tak wiec, gdy elektrolizie poddaje sie wodny roztwór chlorku metalu alkalicznego w elektrolizerze wyposazonym w membrany kationo- wymienne, roztwór podaje sie do przestrzeni anodowych elektrolizera, a wytwarzany w elektro¬ lizerze chlor i wyczerpany roztwór chlorku metalu alkalicznego usuwa sie z przestrzeni ano¬ dowych, jony metalu alkalicznego sa przenoszone przez membrany do przestrzeni katodowych elektrolizera, do których mozna doprowadzac wode lub rozcienczony roztwór wodorotlenku meta¬ lu alkalicznego, a wodór oraz roztwór wodorotlenku metalu alkalicznego wytwarzane przez re¬ akcje jonów metalu alkalicznego z jonami hydroksylowymi usuwa sie z przestrzeni katodowych elektrolizera.2 139 614 Elektrolizery opisanego powyzej typu moga byc stosowane zwlaszcza do produkcji chloru i wodorotlenku sodu przez elektrolize wodnego roztworu chlorku sodu.W takim elektrolizerze membrana jest zamocowana na przyklad przez docisniecie miedzy uszczelkami. Pozadane jest, aby membrana byla instalowana w elektrolizerze w stanie naprezo¬ nym i aby pozostawala w stanie naprezonym podczas doprowadzania elektrolitu do elektrolizera i podczas pracy elektrolizera. Jednakze, jezeli membrane instaluje sie w elektrolizerze w sta¬ nie suchym i zamocowuje naprezona, podczas kontaktu elektrolitu z membrana, membrana pecznie¬ je i rozszerza sie, staje luzna i moze nawet marszczyc sie. Wynikiem tego moze byc nierówne wyzwalanie gazu i zwiekszenie napiecia w elektrolizerze. Szczególna wada jest, ze elektroli- zer jest przeznaczony do pracy przy malej lub zerowej szczelinie miedzy anoda i katoda.W celu zlagodzenia problemu pecznienia membrany w czasie jej stosowania proponuje sie wstepne specznianie membrany przed jej zainstalowaniem w elektrolizerze, na przyklad przez moczenie membrany w wodzie, w wodnym roztworze chlorku sodu lub w wodnym roztworze wodoro¬ tlenku sodu. Idealnie, membrana powinna byc wstepnie speczniona w stopniu zblizonym do stop¬ nia specznienia suchej membrany przez kontakt z elektrolitem w elektrolizerze.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 000 057 jest opisany sposób wstepnego speczniania membrany przed jej instalowaniem w elektrolizerze polegajacy na kon¬ taktowaniu membrany z cieklym medium, w którym membrana wykazuje zasadniczo równomierne roz¬ szerzenie w zaleznosci od krzywej czasowej przez co najmniej cztery godziny po kontaktowa¬ niu membrany z cieklym mediunu Odpowiednie ciekle media obejmuja na przyklad wodne roztwory glikolu etylenowego, gliceryny i wyzszych alkoholi tluszczowychi Chociaz wymienione wyzej metody pomagaja w przezwyciezaniu problemu pecznienia mem¬ bran w kontakcie z elektrolitem w elektrolizerze, same równiez maja pewne wady i I tak wstep¬ nie speczniane membrany sa mokre i usuniecie z nich wilgoci podczas instalowania w elektro¬ lizerze jeat trudne do przeprowadzeniai Moga byc potrzebne szczególne srodki ostroznosci, na przyklad, gdy membrana byla speczniana przez kontaktowanie z ciecza korodujaca taka jak roz¬ twór sody kaustycznej. Trudnosci moze równiez powodowac zamocowanie mokrej membrany w ele¬ ktrolizerze przez uszczelnienie, na przyklad miedzy para uszczelek* Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu instalowania w elektrolizerze jonowymiennej membrany, przy czym sposób ten jest pozbawiony wspomnianych wyzej wadi Wedlug wynalazku sposób instalowania w elektrolizerze jonowymiennej membrany skla¬ dajacej sie z polimeru organicznego zawierajacego grupy jonowymienne lub ich pochodne zdolne do przeksztalcania w grupy jonowymienne, w którym to sposobie Jonowymienna membrane rozpreza sie przed zamocowaniem i rozprezona membrane zamocowuje sie w elektrolizerze lub w jego czesci, polega na tym, ze membrane rozpreza sie przed zamocowaniem przez rozciaganie jedno¬ osiowe lub dwuosiowo w celu zwiekszenia pola powierzchni na jednostke wagi membrany o co naj¬ mniej 5%« Sposobem wedlug wynalazku jonowymienna membrane w postaci arkusza lub tasmy roz¬ preza sie przez rozciaganie tak, aby zwiekszyc pole powierzchni membrany na jednostke wagi membranyi Rozprezanie membrany nie jest zalezne od stosowania cieklego medium do speczniania.Rozprezanie przez rozciaganie bedzie na ogól skuteczne, a zwlaszcza skuteczne w przypadku suchej membrany i w ten sposób mozna uniknac zasadniczych wad zwiazanych ze stosowaniem cie¬ klego medium. Ponadto rozprezanie nie jest skuteczne jedynie w przypadku prasowania membrany przy podwyzszonym cisnieniu i temperaturze.Rozprezanie membrany powinno byc prowadzone ostroznie, aby nie rozerwac membrany.Stosowanie podwyzszonej temperatury podczas rozciagania membrany w duzym stopniu pomaga w uniknieciu rozerwania membranyi139 614 3 Korzystnie jonowymienna membrane ogrzewa sie do temperatury podwyzszonej, rozciaga membrane w podwyzszonej temperaturze i zamocowuje rozprezona, rozciagnieta membrane w ele¬ ktrolizerze lub w czesci elektrolizera* Korzystne jest rozciaganie membrany w podwyzszonej temperaturze i chlodzenie membra¬ ny do nizszej temperatury, na przyklad do temperatury otoczenia lub temperatury zblizonej do temperatury otoczenia utrzymujac membrane w rozprezonym rozciagnietym stanie, a nastepnie zamocowanie rozprezonej rozciagnietej membrany w elektrolizerze lub w jego czescii Rozciaganie mozna prowadzic na przyklad przez przepuszczanie membrany dokola i mie¬ dzy walcami pracujacymi z róznymi predkosciami obwodowymi i rozprezona, rozciagnieta membrana mozna chlodzic do nizszej temperaturyi Alternatywnie membrane mozna rozciagac przez przykla¬ danie sily rozciagajacej do przeciwnych konców membrany i rozprezona, rozciagnieta membrane mozna chlodzic do nizszej temperaturyi Rozciaganie membrany mozna przeprowadzic w maszynie do rozciagania.Membrane mozna rozciagac jednoosiowo lub dwuosiowo. Rozciaganie dwuoosiowe mozna prowadzic w dwóch kierunkach równoczesnie lub kolejno.Gdy membrane rozciaga sie jednoosiowo do przeciwnych konców membrany mozna przymo¬ cowac tasmy ze stosunkom sztywnego materialu, aby zapobiec zwezeniu membrany w kierunku poprzecznym do kierunku rozciagania membrany.Gdy membrane rozciaga sie na przyklad w temperaturze podwyzszonej a zwlaszcza gdy membrane nastepnie chlodzi sie do nizszej temperatury, na przyklad do temperatury otoczenia lub do temperatury zblizonej do temperatury otoczenia, w trakcie czego membrane ogranicza sie w rozprezonym, rozciagnietym stanie, co najmniej czesc rozprezenia membrany uzyskanego przez rozciaganie jest "zamknieta" w membranie. Gdy rozprezona, rozciagnieta membrane insta¬ luje sie w elektrolizerze i zamocowuje w nim i membrana kontaktuje sie z elektrolitem, zwlasz¬ cza w temperaturze podwyzszonej, na przyklad z wodnym roztworem chlorku metalu alkalicznego w temperaturze do 95°C w ogniwie chlor-alkalia, rozprezenie "zamkniete" w membranie jest wy¬ zwalane i membrana dazy do skurczenia sie do jej stanu poczatkowego, chociaz jest zamocowana w elektrolizerzei Tendencja do kurczenia sie przeciwdziala rozprezaniu sie membrany spowodo¬ wanemu przez pecznienie wywolane kontaktem membrany z elektrolitem, w wyniku czego membrana instalowana w elektrolizerze pozostaje naprezona i nie marszczy sie podczas uzytkowaniai Korzystne jest, aby wielkosc rozprezenia uzyskanego przez rozciaganie byla zblizona lub wieksza niz rozprezenie spowodowane przez pecznienie membrany przy kontakcie z elektroli¬ tem w elektrolizerze tak, aby membrana podczas kontaktu z elektrolitem pozostawala naprezona w elektrolizerze. Jednakze pewna korzysc bedzie osiagnieta nawet, gdy wielkosc rozprezenia uzyskanego przez rozciaganie jest nieco mniejsza niz rozprezenie spowodowane przez pecznie¬ nie membrany w kontakcie z elektrolitem* Odpowiednia wielkosc rozprezenia uzyskiwanego przez rozciaganie, mozna wyznaczyc w pojedynczej próbie.Na ogól rozprezenie membrany uzyskane przez rozciaganie powinno spowodowac zwiek¬ szenie co najmniej 2% pola powierzchni membrany na jednostke wagi membrany, korzystnie co najmniej 5%« Duze rozprezenie membrany mozna uzyskac przez rozciaganie na przyklad co naj¬ mniej 30% lub co najmniej 100% lub nawet 10-krotny wzrost lub wiekszy pola powierzchni na jednostke wagi membrany. Gdy uzyska sie znaczna wielkosc rozciagania, osiaga sie dodatkowe korzysci. Tak wiec, gdy duze rozprezenie membrany uzyska przez sie rozciaganie, zastosowanie membrany w elektrolizerze spowoduje nizsze napiecie podczas pracy a w konsekwencji oszczed¬ nosci kosztów mocy* Ponadto produkty elektrolizy moga byc wytwarzane z wieksza wydajnoscia pradowa* Aby przewazajaca wiekszosc rozprezenia membrany uzyskanego przez rozciaganie mogla byc "zamknieta" w membranie, membrane mozna chlodzic od temperatury podwyzszonej do tempe¬ ratury nizszej, podczas którego membrana jest ograniczona w rozprezonym ,rozciagnietym sta¬ nie. Jednakze, gdy taka membrane stosuje sie w elektrolizerze, kurczenie sie membrany wyste-4 139 614 pujace podczas kontaktowania membrany z elektrolitem w podwyzszonej temperaturze moze byc o wie¬ le wieksze niz rozprezenie spowodowane przez pecznienie membrany w kontakcie z elektrolitem i membrana moze miec tendencje do rozerwania* Wystepowanie tych tendencji lub tez*ich brak be¬ dzie oczywiscie zalezal od wielkosci rozprezenia membrany uzyskanego przez rozciaganie i Korzystne jest, gdy wielkosc rozprezenia membrany uzyskanego przez rozciaganie membra¬ ny jest znaczna, w celu na przyklad wytworzenia membrany, która ma znacznie zwiekszone pole powierzchni na jednostke wagi i która w ten sposób jest zdolna do pracy przy zasadniczo obni¬ zonym napieciu w elektrolizerze, rozprezona, rozciagnieta membrane wyzarza sie przez ogrzewa¬ nie w podwyzszonej temperaturze a nastepnie chlodzi sie do nizszej temperatury. W ten sposób dostateczne rozprezenie moze byc "zamkniete" w membranie, aby membrana pozostala naprezona i nie marszczyla sie podczas uzytkowania w elektrolizerze oraz nie wykazywala tendencji do rozrywania sie podczas uzytkowania.Membrana, która poddaje sie rozprezaniu przez rozciaganie zwykle jest w postaci tas¬ my i moze na przyklad miec grubosc w zakresie od 0,2 do 2 mm.Chociaz niezwykle cienkie membrany moga byc wytwarzane przez rozciaganie, rozprezo¬ na, rozciagana membrana nie powinna byc zbyt cienka, aby nie byla zbyt wrazliwa na uszko¬ dzenie podczas stosowania w elektrolizerze. Zwykle rozprezana, rozciagana membrana ma grubosc co najmniej 0,02 mm, korzystnie co najmniej 0,1 mm.Podwyzszona temperatura, w której rozciaga sie membrane jest zalezna od rodzaju mem¬ brany. Zwykle temperatura ta przekracza 40°C, korzystnie przekracza 55 0C* Odpowiednia tempe¬ rature dla poszczególnych membran mozna dobrac przez pojedyncze próby* Temperatura nie po¬ winna byc zbyt wysoka, aby nie dopuscic do topienia sie lub degradacji w znaczacym rozmiarze polimeru organicznego, z którego wykonana jest membranai Zwykle podwyzszona temperatura w której prowadzi sie rozciaganie nie przekracza 150°C.Gdy rozprezona, rozciagana membrana jest wyzarzana, temperatura wyzarzania moze byc taka sama lub zblizona do podwyzszonej temperatury, w której membrana jest rozciagana. Tem¬ peratura wyzarzania moze byc wyzsza niz temperatura, w której prowadzi sie rozciaganiei Czas wyzarzania rozprezonej, rozciaganej membrany bedzie wyznaczany przez rozmiar rozprezania mem¬ brany, który jest "zamkniety" w membranie, gdy membrane nastepnie chlodzi sie do nizszej tem¬ peratury, przy dluzszym czasie wyzarzania bedzie mniejszy stopien rozprezenia "zamkniety" w membranie. Zwykle czas wyzarzania wynosi co najmniej 1 minute, lecz na ogól jest nie wiekszy niz 5 godzin.Nizsza temperatura do której mozna chlodzic membrane jest to temperatura przy któ¬ rej membrana nie ulega gwaltownie odprezeniu, gdy sila ograniczajaca jest usuwana z membrany* Najdogodniejsze jest chlodzenie membrany do temperatury otoczenia lub temperatury zblizonej do temperatury otoczenia.W dalszym korzystnym wariancief szczególnie uzytecznym, gdy membrana jest rozpreza¬ na do znacznego rozmiaru przez rozciaganie, membrane rozciaga sie w podwyzszonej temperatu¬ rze, chlodzi sie do nizszej temperatury, na przyklad do temperatury otoczenia lub zblizonej do temperatury otoczenia, podczas którego nastepuje ograniczenie membrany w rozprezonym, rozciagnietym stanie i etapy rozprezania przez rozciaganie w podwyzszonej temperaturze i chlodzenia powtarza sie co najmniej razi W taki sposób zadana wielkosc rozprezenia membrany mozna uzyskac przez rozciaganie w wielu etapach zmniejszajac ewentualnosc uszkodzenia mem¬ brany na przyklad przez rozerwanie podczas rozciaganiai Jonowymienna membrana jest korzystnie membrana kationowymienna zawierajaca grupy kwasowe lub ich pochodne zdolne do przeksztalcania w grupy kwasowei W celu uzyskania odpor¬ nosci na korodujace srodowisko wystepujace w wielu elektrolizerach, szczególnie w elektroli- zerach chlor-alkalia, membrana jest korzystnie z fluoropolimeru, zwlaszcza z perfluoropoli¬ meru zawierajacego takie grupy kwasowe lub ich pochodne*139 614 5 Odpowiednie grupy kwasowe obejmuja kwas sulfonowy, kwas karboksylowy lub kwas fosfo- nowy. Membrana moze zawierac dwie lub wiecej róznych grup kwasowych. Odpowiednie pochodne grup kwasowych obejmuja sole takich grup, na przyklad sole takich grup z metalami, zwlaszcza sole z metalami alkalicznymi* Odpowiednie pochodne obejmuja w szczególnosci pochodne zdolne do prze¬ ksztalcenia w grupy kwasowe przez hydrolize, na przyklad grupy halogenków kwasowych takich jak -S02F i -COF, grupy nitrylowe -CN, grupy amidów kwasowych -CONF^t w których R oznacza atom wodoru lub grupe alkilowa, grupy estru kwasu, na przyklad -COOR, w których R oznacza grupe alkilowa* Odpowiednie membrany kationowymienne sa opisane na przyklad w brytyjskich opisach patentowych nr nr 1 184 321, 1 402 920, 1 406 673, 1 455 070, 1 497 748, 1 497 749, 1 518 387 i 1 531 068.Korzystne jest stosowanie membran zawierajacych pochodne grup kwasowych, które sa zdolne do przeksztalcania w grupy jonowymienne przez hydrolize, poniewaz membrany zawiera¬ jace takie grupy sa zwykle bardziej podatne na rozciaganie* Na przyklad, gdy membrana jest z fluoropolimeru zawierajacego grupy kwasu karboksylowego jako grupy jonowymienne, korzystne jest rozciaganie membrany w postaci, w której grupy karboksylowe sa w formie estrowej, na przyklad w formie estru metylowego.Gdy membrana zawiera grupy zdolne do przeksztalcenia w grupy jonowymienne przez hy¬ drolize, hydrolize mozna prowadzic na przyklad przez kontaktowanie membrany z wodnym roztwo¬ rem wodorotlenku metalu alkalicznego, na przyklad z wodnym roztworem wodorotlenku sodu. Gdy membrana moze miec tendencje do speczniania podczas hydrolizy, korzystnie jest prowadzic ta¬ ka hydrolize po zamocowaniu rozprezonej, rozciaganej membrany w elektrolizerze lub w jego czesci.Membrana moze byc wzmocniona, na przyklad siatka z fluoropolimeru, chociaz takie wzmocnione membrany nie sa korzystne, poniewaz moga wystepowac trudnosci w rozciaganiu siatki wzmacniajacej. Membrana moze byc w postaci laminatu lub moze byc powlekana materialami ele¬ ktrodowymi lub nieelektrodowymi, Rozprezona, rozciagana membrane jonowymienna zamocowuje sie w elektrolizerze lub w czesci elektrolizera. Gdy membrane rozpreza sie przez rozciaganie w podwyzszonej tempera¬ turze, mozna ja mocowac w elektrolizerze lub w jego czesci w trakcie dzialania podwyzszonej temperatury. Jednakze poniewaz rozprezona, rozciagana membrana ma tendencje do chlodzenia do temperatury otoczenia i kurczy sie w procesie mocowania, korzystne jest zamkniecie roz¬ prezenia w membranie przed zamocowaniem membrany w elektrolizerze lub w jego czesci. Tak wiec korzystne jest rozprezenie membrany jonowymiennej przez rozciaganie w podwyzszonej tem¬ peraturze i ograniczenie membrany w rozprezonym, rozciagnietym stanie w trakcie chlodzenia membrany do nizszej temperatury, zwlaszcza do temperatury otoczenia, w której to temperatu¬ rze membrana pozostaje w znacznym stopniu w stanie rozprezonym, rozciagnietym po usunieciu sily ograniczajacej.Rozprezona, rozciagnieta membrana moze byc zamocowana w elektrolizerze lub w jego czesci za pomoca konwencjonalnych srodków. Na przyklad membrana moze byc mocno scisnieta miedzy para uszczelek w elektrolizerze lub membrana moze byc zamocowana do ramy, która na¬ stepnie instaluje sie w elektrolizerze, lub membrana moze byc zamocowana na elektrodzie.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie dogodny do stosowania do jonowymiennych membran instalowanych w elektrolizerze typu prasy filtracyjnej. ELektrolizery typu prasy filtracyjnej moga zawierac duza liczbe przemiennie rozmieszczonych anod i katod z jonowymien¬ na membrana umieszczona miedzy kazda anoda i sasiadujaca z nia katoda. Takie elektrolizery moga zawierac na przyklad piecdziesiat anod rozmieszczonych przemiennie z piecdziesiecioma katodami, chociaz elektrolizer moze zawierac nawet wiecej anod i katod, na przyklad do stu piecdziesieciu przemiennie rozmieszczonych anod i katod.6 139 614 W elektrolizerze elektrody zwykle wykonane sa z metalu lub stopu* Rodzaj metalu lub stopu zalezy od tego, czy elektroda bedzie stosowana jako anoda czy jako katoda oraz od rodzaju elektrolitu, który poddaje sie elektroliziei Gdy elektrolizie poddaje sie wodny roztwór chlorku metalu alkalicznego, elektroda, która jest stosowana jako anoda dogodnie jest wykonana z metalu powlokotwórczego lub jego stopu, na przyklad z cyrkonu, niobu, wolframu lub tantalu, korzystnie z tytanu i powierz¬ chnia anody dogodnie posiada powloke z elektr-przewodzacego, elektrokatalitycznie aktywnego materialu. Powloka moze zawierac jeden lub wiecej metali z grupy platyny, to jest platyne, rod, iryd, ruten, osm lub pallad i/lub tlenek jednego lub wiekszej ilosci tych metali* Po¬ wloka z metalu z grupy paltyny i/lub tlenku moze byc w mieszaninie z jednym lub wiecej tlenków metali nieszlachetnych, zwlaszcza z jednym lub wiecej tlenków metali powlokotwór- czych, na przyklad z dwutlenkiem tytanui Elektro-przewodzace,elektrokatalitycznie aktywne materialy do stosowania jako po¬ wloki anod w elektrolizerach do elektrolizy wodnych roztworów chlorków metali alkalicznych 1 metody stosowania takich powlok sa dobrze znane* Gdy elektrolizie poddaje sie wodny roztwór chlorku metalu alkalicznego, elektroda, która jest stosowana jako katoda jest dogodnie wykonana z zelaza lub stali lub innego od¬ powiedniego metalu, na przyklad niklu* Katoda moze byc powlekana materialem przeznaczonym do zmniejszania nadnapiecia podczas elektrolizy* W elektrolizerze mozna stosowac elektrody o dowolnej konstrukcji* Na przyklad ele¬ ktrode, która zawiera duza liczbe wydluzonych czlonów, na przyklad pretów lub tasm, lub która zawiera perforowane warstwy, na przyklad perforowane plyty, siatki lub siatki metalo¬ we rozciagane* Wynalazek ilustruja nastepujace przyklady wykonania* .Przyklad I. Prostokat o wymiarach 35 cm x 30 cm wycieto z arkusza o gru¬ bosci 280 mikronów kationowymiennej membrany z kopolimeru tetrafluoroetylenu i eteru per- fluorowinylowego zawierajacego grupy kwasu karboksylowego* Zdolnosc wymiany jonów membrany wynosila 1,3 milirównowazników na gram* Tasmy z elastycznego polichlorku winylu przylaczono do kazdego boku prostokata o dlugosci 35 cm i tasmy aluminiowe przylaczone do boków prostokata o dlugosci 30 cm. Na¬ stepnie arkusz zamontowano w urzadzeniu do orientacji Bruckner Karo 11 i temperature arku¬ sza podniesiono do 67°C w piecu polaczonym z tym urzadzeniem* Tasmy aluminiowe wyciagano z predkoscia 1 m/min az do zwiekszenia odleglosci mie¬ dzy tasmami aluminiowymi przylaczonymi do arkusza o wspólczynnik 1,5* Elastyczne tasmy z polichlorku winylu zabezpieczaly arkusz przed zwezeniem* Nastepnie arkusz usunieto z pieca i chlodzono do temperatury otoczenia w strumieniu powietrza* Powyzszy proces rozciagania arkusza w temperaturze 67°C i chlodzenia arkusza do temperatury otoczenia powtórzono dwukrotnie, przy czym w pierwszej próbie odleglosc miedzy tasmami aluminiowymi zwiekszono o wspólczynnik 2,5 w stosunku do wielkosci poczatkowej a w drugiej próbie odleglosc miedzy plytami aluminiowymi zwiekszono o wspólczynnik 4,2 w sto¬ sunku do wielkosci poczatkowej* Nastepnie otrzymana membrane kationowymienna usunieto z urzadzenia do orientacji* Polia odprezyla sie nieznacznie w kierunku poczatkowych wymiarów arkusza* Grubosc folii po nieznacznym odprezeniu wynosila 80 mikronów* Folie membrany kationowymiennej otrzymana w opisany powyzej sposób naprezono i mocno scisnieto miedzy para uszczelek z kauczuku EPDM i zamontowano w elektrolizerze wy¬ posazonym w katode z siatki niklowej o srednicy 7,5 cm i w anode z siatki tytanowej o sred¬ nicy 7,5 cm powlekana mieszanina Ru02 i Ti02 w stosunku 35 czesci wagowych Ru02 : 65 czesci wagowych Ti0«*139 614 7 Do przestrzeni anodowej elektrolizera doprowadzono 310 g/l wodnego roztworu NaCl o pH 8,0 i do przestrzeni katodowej doprowadzono wode* NaCl poddawano elektrolizie w tempe¬ raturze 90°Cf stezenie NaCl w przestrzeni anodowej podczas elektrolizy wynosilo 200 g/li Chlor i wyczerpany roztwór NaCl usuwano z przestrzeni anodowej a wodór i wodny roz¬ twór NaOH (35$ wagowych) usuwano z przestrzeni katodoweji Elektrolize prowadzono przy gestosci pradu 1 kA/m , napiecie w elektrolizerze wy¬ nosilo 3,01 V.PD 20 dniach elektrolizy elektrolizer otworzono i zbadano membrane kationowymienna.Membrana byla naprezona i niepomarszczonai Dla porównania powtórzono powyzszy proces elektrolizy, z ta róznica, ze w elektro¬ lizerze zainstalowano membrane kationowymienna o grubosci 280 mikronów, która nie byla pod¬ dawana procesowi rozciagania.Przy gestosci pradu 1 kA/m napiecie wynosilo 3,1 V i membrana usunieta z elektro¬ lizera byla pomarszczona i nienaprezonai Przyklad Iii Powtórzono proces elektrolizy opisany w przykladzie I, przy gestosci pradu 2 kA/m i W tym przypadku napiecie wynosilo 3,24 V i jak w przykladzie I mem¬ brana wyjeta z elektrolizera byla naprezona i niepomarszczonai Dla porównania powtórzono powyzszy proces elektrolizy, z ta róznica, ze w elektro¬ lizerze zainstalowano membrane kationowymienna o grubosci 280 mikronów, której nie poddawa¬ no procesowi rozciagania.Przy gestosci pradu 2 kA/m2napiecie wynosilo 3,4V i membrana wyjeta z elektrolizera byla pomarszczona i nienaprezona.Przyklad IIIi Powtórzono proces elektrolizy opisany w przykladzie I, przy gestosci pradu 3 kA/m • W tyra przypadku napiecie wynosilo 3,52 V i jak w przykladzie I mem¬ brana po wyjeciu z elektrolizera byla naprezona i niepomarszczonai Dla porównania powtórzono powyzszy proces elektrolizy, z ta róznica, ze w elektro¬ lizerze zainstalowano membrane kationowymienna o grubosci 280 mikronów, której nie poddawa¬ no procesowi rozciaganiai Przy gestosci pradu 3 kA/m napiecie wynosilo 3f7 V i membrana po wyjeciu z ele¬ ktrolizera byla pomarszczona i nienaprezonai Przyklad IVi Próbke membrany kationowymiennej z kopolimeru tetrafluoro- etylenu i eteru perfluorowinylowego zawierajacego grupy kwasu sulfonowego w postaci soli potasowej o wymiarach 11,5 cm x 11,5 cm oklejono na jej brzegach tasma z polichlorku winylu i tak przygotowana membrane scisnieto w ramie naprezajacej. Membrane ogrzewano do tempera¬ tury 180°C i rozciagano jednoosiowo z szybkoscia 0,85 m/min, az do rozciagniecia membrany o wspólczynnik 2,0# Nastepnie membrane ochlodzono do temperatury otoczenia i wyjeto z ramy naprezajacej.Membrane zainstalowano w elektrolizerze w sposób opisany w przykladzie I i prowa- dzono elektrolize wodnego roztworu NaCl przy gestosci pradu 2 kA/m jak w przykladzie II.Otrzymano roztwór NaOH o stezeniu 25% wagowych z wydajnoscia pradowa 50%i Napiecie w ele¬ ktrolizerze wynosilo 2,95 Vi Po otworzeniu elektrolizera membrana byla naprezona i niepomarszczonai Dla porównania powtórzono proces elektrolizy, z ta róznica, ze stosowano opisana powyzej membrane, której nie poddawano procesowi rozciaganiai Elektrolizer pracowal przy napieciu 3,1 V i NaOH otrzymano z wydajnoscia pradowa 57%i Po otworzeniu elektrolizera membrana byla pomarszczona i nienaprezonai Przyklad Vi Powtórzono proces rozciagania opisany w przykladzie IV, z tym, ze stosowano membrane z kopolimeru tetrafluoroetylenu i eteru perfluorowinylowego zawiera¬ jacego grupy estru metylowego kwasu karboksylowego i w trakcie rozciagania membrane ogrze¬ wano 'do temperatury 80°Ci6 139 614 Membrane instalowano w elektrolizerze w sposób opisany w przykladzie I, poddano hydrolizie przez kontaktowanie z roztworem NaOH i prowadzono proces elektrolizy wodnego roztworu NaCl Jak w przykladzie III, przy gestosci pradu 3 kA/m * Otrzymano roztwór NaOH o stezeniu 3596 wagowych, z wydajnoscia pradowa 94%, Napiecie w elektrolizerze wynosilo 3,32 V.Po otworzeniu elektrolizera membrana byla naprezona i niepomarszczona* Dla porównania powtórzono proces elektrolizy, z ta róznica, ze stosowano opisana powyzej membrane, której nie poddawano procesowi rozciagania* Elektrolizer pracowal przy napieciu 3,4 V i NaOH otrzymano z wydajnoscia pradowa 94%* Po otworzeniu elektrolizera membrana byla pomarszczona i nienaprezona* Przyklad VI* Próbke jonowymiennej membrany z kopolimeru tetrafluoroetyle- nu i eteru perfluorowinylowego zawierajacego grupy estru metylowego kwasu karboksylowego jak opisano w przykladzie V ogrzewano w temperaturze 67°C i rozciagano jednoosiowo w ramie naprezajacej sposobem opisanym w przykladzie IV, z ta róznica, ze szybkosc rozciagania wy¬ nosila 1 m/min a membrane rozciagnieto o wspólczynnik 4,3, to jest do 43% jej poczatkowej dlugosci w kierunku rozciaganiai Po zakonczeniu rozciagania membrane gwaltownie ochlodzono do temperatury otoczenia w strumieniu powietrza i wyjeto z ramy* Po odstaniu przez 15 minut membrana wykazala skurcz 15% w kierunku rozciagania, tak ze dlugosc jej wynosila 36596 dlugosci poczatkowej w tym kierunku* Proces elektrolizy z przykladu I powtórzono stosujac opisana powyzej membrane* PO prowadzeniu elektrolizy przez 20 dni membrana byla naprezona i niepomarszczona* Przyklady VII-IX. Powtórzono proces opisany w przykladzie VI na trzech oddzielnych próbkach membran, z ta róznica, ze przed ochlodzeniem i usunieciem z ramy na¬ prezajacej, próbki wyzarzano przez ogrzewanie po zakonczeniu rozciagania* Membrany ogrze¬ wano w temperaturze 67°C przez 1 minute (w przykladzie VII), przez 2 minuty (w przykladzie VIII) i przez 3 minuty (w przykladzie IX )# Po odstaniu przez 15 minut po wyjeciu z ramy membrany wykazywaly skurcz w kie¬ runku rozciagania kolejno 11% (przyklad VII), 10% (przyklad VIII) i 9% (przyklad IX) a wiec w tym kierunku membrany mialy 383% (przyklad VII), 387% (przyklad VIII) i 391% (przy¬ klad IX) swej poczatkowej dlugosci.Powtórzono proces elektrolizy opisany w przykladzie I stosujac kazda z opisanych powyzej membran* Po prowadzeniu elektrolizy przez 20 dni, kazda z membran byla naprezona i niepomarszczona.Zastrzezenia patentowe 1* Sposób instalowania w elektrolizerze membrany jonowymiennej skladajacej sie z polimeru organicznego zawierajacego grupy jonowymienne lub ich pochodne zdolne do prze¬ ksztalcania w grupy jonowymienne, w którym to sposobie jonowymienna membrane rozpreza sie przed zamocowaniem i rozprezona membrane zamocowuje sie w elektrolizerze lub w jego czesci, znamienny tym, ze membrane rozpreza sie przed zamocowaniem przez rozciaganie jednoosiowo lub dwuoosiowo zwiekszajac pole powierzchni na jednostke wagi membrany o co najmniej 5%. 2* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze membrane rozpreza sie przez rozciaganie w podwyzszonej temperaturze* 3. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze membrane rozpreza sie przez rozciaganie w podwyzszonej temperaturze, rozprezona rozciagnieta membrane chlodzi sie do nizszej temperatury, przez co utrzymuje sie membrane w rozprezonym, rozciagnietym stanie, a nastepnie membrane zamocowuje sie w elektrolizerze lub w jego czesci*139 614 9 4. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tymf ze membrane rozpreza sie tak, ze wielkosc rozprezania membrany uzyskanego przez rozciaganie jest taka sama lub wieksza niz rozprezenie spowodowane przez kontakt membrany z elektrolitem* 5. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze membrane rozciaga sie powodujac zwiekszenie co najmniej 100% pola powierzchni na jednostke wagi membrany* 6* Sposób wedlug zastrz* 2, znamienny tym, ze membrane rozpreza sie przez rozciaganie w temperaturze co najmniej 55°C* 7. Sposób wedlug zastrz* 1f znamienny tym, ze rozprezona rozciagnieta membrane wyzarza sie przez ogrzewanie w podwyzszonej temperaturze* 8. Sposób wedlug zastrz* 1f znamienny tym, ze membrane rozpreza sie przez rozciaganie w podwyzszonej temperaturze i chlodzi do nizszej temperatury, przez co na¬ stepuje utrzymywanie membrany w rozprezonym rozciagnietym stanie, a etapy rozprezania przez rozciaganie i chlodzenia powtarza sie, kazdy co najmniej jeden raz* 9» Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze membrana zawiera fluoro- polimer* 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako grupy jonowymienne stosuje sie grupy kwasu sulfonowego i/lub grupy kwasu karboksylowego, lub grupy zdolne do przeksztalcenia w takie grupy* 11* Sposób wedlug zastrz* 10, znamienny tym, ze jako grupy jonowymien¬ ne stosuje sie grupy estrowe kwasu karboksylowego* PL