RU2340706C2

RU2340706C2 - Textile diaphragm

Info

Publication number: RU2340706C2
Application number: RU2006140878/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Константинович Супрунюк (RU); Олег Константинович Супрунюк; Александр Владимирович Лаврентьев (RU); Александр Владимирович Лаврентьев
Original assignee: С.Л. Техтиле Течнологиес Лтд.
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-12-10
Also published as: RU2006140878A

Abstract

FIELD: textile.

SUBSTANCE: diaphragm is made by plain weaving of the main and filling threads from twisted polyvinyl alcohol yarn with density from 55×4 tex to 200×4 tex with twisting rate from 100 to 130 twist/meter at thread density in cloth for 10 cm section being from 110 to 135 in base and from 95 to 110 in weft. Breaking force of cloth is 368-375 kgf for base and 474-483 kgf for weft. Elongation at rupture is 40.6% for base and 13.1% for weft. Surface density is 600-650 g/m².

EFFECT: general stability while operating in corrosive medium, small values of electric resistance and water permeability, increase life time and nickel plating rates.

3 cl

Description

Изобретение относится к производству тканых диафрагм, которые могут найти применение для разделения электродных пространств в электролизерах, в частности в гальваностегии при электролитическом нанесении никелевых покрытий, используемых в машиностроении, приборостроении, радиоэлектронике, вычислительной технике, технике средств связи и др.The invention relates to the production of woven diaphragms that can be used for separating electrode spaces in electrolyzers, in particular in electroplating in the electrolytic deposition of nickel coatings used in mechanical engineering, instrument making, radio electronics, computer engineering, communications equipment, etc.

К основным требованиям при оценке пригодности диафрагм к применению для проведения электрохимических процессов относятся низкое электросопротивление, механическая и химическая стойкость, пористость. От этого зависят эксплуатационные показатели, такие как расход электролита, протекаемость, качество получаемого продукта, срок службы диафрагмы. В зависимости от области применения и предназначения диафрагмы предпочтение отдается тому или другому показателю. Так, например, известна диафрагма, обеспечивающая хорошую катализатороемкость и маслоемкость (а.с. СССР 1333377), или диафрагма, предназначенная для разделения электродных пространств в щелочных электролизерах при разложении воды (патент РФ 2075545).The main requirements in assessing the suitability of diaphragms for use in electrochemical processes include low electrical resistance, mechanical and chemical resistance, and porosity. Operational indicators, such as electrolyte consumption, leakage, product quality, and diaphragm life, depend on this. Depending on the scope and purpose of the diaphragm, preference is given to one or another indicator. So, for example, a diaphragm is known that provides good catalyst and oil absorption (A.S. USSR 1333377), or a diaphragm designed to separate electrode spaces in alkaline electrolyzers during water decomposition (RF patent 2075545).

Известен также ряд диафрагм, применяемых для получения различных веществ электрохимическим способом. Например, полимерно-асбестовая диафрагма для получения хлора, едких щелочей и водорода (патенты РФ 2027798, 2064978, 1835870), или на основе полимеров виниловых мономеров, в частности поливинилхлорида (патенты Франции 1510265, 877468, патент Швейцарии 217474), или на основе термопластических волокон (патенты США 4210515, Голландии 7601341, Японии 51104483, Великобритании 1533428, Франции 2300144).A number of diaphragms are also known, used to produce various substances by the electrochemical method. For example, a polymer-asbestos diaphragm for producing chlorine, caustic alkalis and hydrogen (RF patents 2027798, 2064978, 1835870), or based on polymers of vinyl monomers, in particular polyvinyl chloride (French patents 1510265, 877468, Swiss patent 217474), or based on thermoplastic fibers (US patents 4210515, Holland 7601341, Japan 51104483, Great Britain 1533428, France 2300144).

Известны пористые диафрагмы, выполненные в виде пленок, композиционных или волокнистых нетканых материалов, получаемых из химических волокон (патенты США 4921587, 4302303). Технологический процесс их получения сложен и предполагает необходимость использования специального оборудования.Known porous diaphragms made in the form of films, composite or fibrous nonwoven materials obtained from chemical fibers (US patent 4921587, 4302303). The technological process for their preparation is complex and requires the use of special equipment.

Известна пористая диафрагма из синтетической ткани для электрохимических производств, которая может быть использована в электрохимических процессах рафинирования металлов и разделения растворов в электролизерах (а.с. СССР 983152, 1982 г.). Средняя величина пор диафрагмы составляет 0,006-0,01 мм, толщина 6-7 мм. Эксплуатация в течение 1835 ч в кислых электролитах показала, что жесткость и механическая прочность не теряется и составляет 98,7%, при прочности на разрыв 605 кг/см².Known porous diaphragm made of synthetic fabric for electrochemical production, which can be used in electrochemical processes of metal refining and separation of solutions in electrolyzers (AS USSR 983152, 1982). The average pore size of the diaphragm is 0.006-0.01 mm, a thickness of 6-7 mm. Operation for 1835 hours in acidic electrolytes showed that rigidity and mechanical strength were not lost and amounted to 98.7%, with a tensile strength of 605 kg / cm ² .

Известна пористая диафрагма из хлориновой ткани, которая может найти применение в машиностроении, где используются агрессивные растворы (патент РФ 2157428, 2000 г.). Размер пор составляет 1·10^-5 мм, гидравлическая проницаемость - 1·10^-5 см·с·н^-1, ресурс диафрагмы - 2780 часов. Исключает смешивание раствора.Known porous diaphragm made of chlorine fabric, which can be used in mechanical engineering, where aggressive solutions are used (RF patent 2157428, 2000). The pore size is 1 · 10 ^-5 mm, hydraulic permeability is 1 · 10 ^-5 cm · s · n ^-1 , the diaphragm life is 2780 hours. Excludes mixing solution.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является тканая диафрагма, основные и уточные нити которой выполнены кислотостойкими из смеси синтетических и натуральных волокон, имеющие коэффициент крутки 20-25 (а.с. СССР 1618434 - 1991 г.). Общая пористость диафрагмы составляет 75-80% при количестве пор 180-210 на 1 см². Срок службы диафрагмы находится в пределах от 80 до 90 суток, расход электролита - 21,9-25,6 кг/м, скорость никелирования 0,68-1 мк/мин.Closest to the technical nature of the claimed invention is a woven diaphragm, the main and weft threads of which are made acid-resistant from a mixture of synthetic and natural fibers, having a twist coefficient of 20-25 (A.S. USSR 1618434 - 1991). The total porosity of the diaphragm is 75-80% with a pore number of 180-210 per 1 cm ² . The service life of the diaphragm is in the range from 80 to 90 days, the electrolyte consumption is 21.9-25.6 kg / m, the nickel rate is 0.68-1 microns / min.

Недостатками перечисленных выше диафрагм являются высокое электросопротивление и высокая водопроницаемость, что оказывает влияние на их потребительские свойства. Кроме того, они не имеют достаточно универсальную устойчивость при работе в агрессивных средах, что приводит к низкому сроку службы.The disadvantages of the above diaphragms are high electrical resistance and high permeability, which affects their consumer properties. In addition, they do not have sufficiently universal stability when working in aggressive environments, which leads to a low service life.

Задачей изобретения является создание ткани, применимой в качестве диафрагмы, которая позволила бы достигнуть новый технический результат, заключающийся в том, чтобы улучшить потребительские показатели за счет уменьшения электросопротивления и водопроницаемости, увеличить срок службы, скорость никелирования. Кроме того, задачей изобретения являлось расширение ассортимента диафрагм, которые с успехом могут быть использованы при работе в различных агрессивных средах, в частности в гальваностегии для получения покрытий никелем.The objective of the invention is to create a fabric that is applicable as a diaphragm, which would allow to achieve a new technical result, namely, to improve consumer performance by reducing electrical resistance and permeability, increase the service life, the speed of nickel plating. In addition, the objective of the invention was to expand the range of diaphragms that can be successfully used when working in various aggressive environments, in particular in electroplating for nickel coatings.

Задача решается тем, что создана тканая диафрагма, характеризующаяся тем, что она выполнена полотняным переплетением основных и уточных нитей крученой пряжи из поливинилового спирта, линейной плотности от 55×4 текс до 200×4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110.The problem is solved by creating a woven diaphragm, characterized in that it is made by plain weaving of the main and weft threads of twisted yarn from polyvinyl alcohol, linear density from 55 × 4 tex to 200 × 4 tex with a twist from 100 to 130 torsions / meter at a density threads in fabric per 10 cm on the basis of 110 to 135 and weft from 95 to 110.

Разрывная нагрузка ткани составляет по основе 368-375 кгс, а по утку - 474-483 кгс, удлинение при разрыве по основе - 40,6%, а по утку - 13,1%.The breaking load of the fabric is 368-375 kgf on the base, and 474-483 kgf on the weft, 40.6% elongation at break on the base, and 13.1% for weft.

Поверхностная плотность диафрагмы в частности составляет 600-650 г/м².The surface density of the diaphragm in particular is 600-650 g / m ² .

В отличие от известной диафрагмы, диафрагма согласно изобретению выполнена из пряжи поливинилового спирта. Кроме того, структура ткани другая. В совокупности эти признаки - новый тип волокон и структура ткани - позволяют достичь новый технический результат, заключающийся в том, что ткань обладает уменьшенным электросопротивлением (10-17 Ом·см²) и водопроницаемостью (20-50 дм³/м²·ч) по сравнению с известными, устойчива в агрессивных средах, имеет более высокий срок службы.Unlike the known diaphragm, the diaphragm according to the invention is made of polyvinyl alcohol yarn. In addition, the structure of the fabric is different. Together, these signs - a new type of fiber and fabric structure - allow us to achieve a new technical result, namely that the fabric has a reduced electrical resistance (10-17 Ohm · cm ² ) and water permeability (20-50 dm ³ / m ² · h) in comparison with known, it is steady in hostile environment, has higher service life.

Ткань предназначена, в частности, для применения при электролизе никеля. Испытания показали, что скорость никелирования выше, чем у известной ткани.The fabric is intended, in particular, for use in the electrolysis of nickel. Tests have shown that the nickel rate is higher than that of a known fabric.

Claims

1. A woven diaphragm, characterized in that it is made by plain weaving of the main and weft yarns of twisted yarn from polyvinyl alcohol of linear density from 55 × 4 to 200 × 4 tex with a twist from 100 to 130 torsions / meter with a thread density of 10 cm in fabric on the basis of 110 to 135 and on the weft from 95 to 110, while the breaking load of the fabric is 368-375 kgf on the basis, and 474-483 kgf on the weft, and the elongation at break on the basis is 40.6, and for the weft - 13.1.

2. The woven diaphragm according to claim 1, characterized in that its surface density is 600-650 g / m ² .

3. The woven diaphragm according to claim 1 or 2, characterized in that it is intended for electrolysis of Nickel.