DE2534097B2 - Verfahren zur herstellung eines nichtgewebten mikroporoesen membranmaterials aus asbestfasern - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines nichtgewebten mikroporoesen membranmaterials aus asbestfasernInfo
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Description
Dies hat zwei Folgen: zunächst hat die Bedeutung
40 der abgeschiedenen Diaphragmen zugunsten der vorfabrizierten
Diaphragmen nachgelassen; weiterhin
Die Erfindung betrifft die Herstellung von mikro- haben sich die durch Abscheiden von Asbest erhaltenen
porösen Membranen als Diaphragma in Elektrolyse- Diaphragmen als unzureichend für höhere Stromrellen.
dichten, d. h. Stromdichten über 15 A/dm2, erwiesen.
Bekanntlich verhält sich das Diaphragma einer 45 Es ist weiterhin bekannt, daß das Abscheiden von
Elektrolysezelle wie ein poröses Medium, das den Afbestfasern nur zu einer schwer einstellbaren Po-Stromdurchgang
bei geringem Spannungsabfall und rosität führt und daß derartige Diaphragmen weiterhin
den Elektrolytstrom durchtritt von einer Kammer in die Nachteile der nicht verfestigten Strukturen aufdie
andere gestattet. Hieraus ergibt sich ein Komplex wasen, nämlich: Quellen während der Elektrolyse,
von mechanischen, elektrischen und hydraulischen 5<>
wodurch ein Mindestabstand zwischen den Elektroden Bedingungen, die um so kritischer sind, als in den erforderlich ist, und die Schwierigkeit, dünne Schichten
modernen Elektrolysezellen mit hoher Stromdichte mit geringem Spannungsabfall zu erhalten, ferner die
gearbeitet werden muß, es sei denn, daß nicht vertret- Instabilität des Diaphragmas während der Elektrolyse,
bare Spannungsverluste hingenommen werden müssen. bei Betriebsunterbrechungen und »in situ«-Erneue-Die
erforderlichen Eigenschaften sind eigentlich gegen- 55 rungen.
läufig. Vom mechanischen Standpunkt aus soll das Aus diesem Grunde wird seit einigen Jahren verDiaphragma
eine definierte und dimensionsstabile sucht, Diaphragmen, bestehend aus einer mikro-Raumform
besitzen und in Dimension und Gefüge porösen Kunstsloffmembran auf der Basis eines dem
homogen sein. Ein Quellen des Diaphragmas soll ver- Elektrolyten gegenüber widerstandsfähigen Polymeren,
mieden werden, gleichzeitig soll es Gase abgeben 6° allgemein Polytetrafluoräthylen, herzustellen. Es wurde
können, die sich manchmal in seinem Inneren bilden. auch bereits versucht, die verschiedenen Lösungsmög-
In elektrischer Hinsicht ist das Diaphragma durch lichkeiten miteinander zu kombinieren. So ist aus der
seinen relativen Widerstand gekennzeichnet. Hierunter FR-PS 21 23 514 bekannt, eine homogene Suspension
versieht man das Verhältnis von Widerstand des mit aus Asbestfasern und Füllstoffen wie Bentonit herzu-Elektrolyt
getränkten Diaphragmas zu Widerstand des 65 stellen und diese Suspension mit einem säurefesten
Elektrolyten. Latex zu mischen.
Es hat sich gezeigt, daß dieser relative Widerstand Aus der CH-PS 5 50 272 sind bereits nichtgewebte,
gebunden ist an die Porosität des Diaphragmas, aber jedoch orientierte filzartige Membranmaterialien für
3 4
Elektrolysezellen bekannt, die hergestellt werden, in- kinn, vorteUhafterweise Calciumcarbonat in einer
dem thermoplastische Fasern zu einer Matte kardiert Korngröße von 2 bis 50 μπι.
werden, so daß die Fasern im wesentlichen parallel Der wäßrige Latex hat vorzugsweise einen Festtteff-
jEueinander liegen, woraufhin diese Matte quer zur gehalt von 50 bis 60%.
Faserrichtung unter erhöhter Temperatur und Druck 5 Gemischt bzw. geknetet wird mit einem langsam
verfestigt wird. Es handelt sich hierbei also um ein laufenden Mischer, wie
<100 UpM. Als Weichmacher
rein organisches Vliesmaterial, welches sich z. B. als dienen insbesondere öle, beispielsweise Mineralöle
Diaphragma in Batterien eignet, deren Anforderungen aus Erdöl mit Emulgatoren.
$ich grundlegend unterscheiden von einem Membran- In vorteilhafter Weise werden im Verlauf der
material, wie es beispielsweise für die Chlor-Alkali- io zweiten Stufe folgende Komponenten, berechnet auf
Elektrolyse anwendbar ist. 1 Teil Asbest, angewandt: 10 bis 100 Teile Füllstoffe,
Gemäß anderen Arbeitsweisen werden Diaphragmen 1 bis 100 Teile Polytetrafiuoräthylen im Latex, 0,5 bis
mit großemPorenvolumen dadurch erhalten, daß man 2 Teile Weichmacher und 1 bis 20 Teile Wasser,
ein grenjrfiächenaktives Mittel in die Asbestfaser- Die Formgebung erfolgt vorzugsweise auf einem suspension einbringt. Leider ist es bei dieser Arbeits- i5 Walzenstuhl, dessen Walzen mit gleicher oder unterweise trotz der erreichten Verbesserungen sehr scnwie- schiedlicher Geschwindigkeit laufen. Diese Formrig, die Bildung des Koagolums zu beherrschen, von gebung kann erleichtert werden, indem bei etwas dem vor allem die elektrolytischen Eigenschaften der erhöhter Temperatur gearbeitet wird, vorzugsweise Diaphragmen abhängen. bei 30 bis 800C während 1 bis 15 min. Anschließend
ein grenjrfiächenaktives Mittel in die Asbestfaser- Die Formgebung erfolgt vorzugsweise auf einem suspension einbringt. Leider ist es bei dieser Arbeits- i5 Walzenstuhl, dessen Walzen mit gleicher oder unterweise trotz der erreichten Verbesserungen sehr scnwie- schiedlicher Geschwindigkeit laufen. Diese Formrig, die Bildung des Koagolums zu beherrschen, von gebung kann erleichtert werden, indem bei etwas dem vor allem die elektrolytischen Eigenschaften der erhöhter Temperatur gearbeitet wird, vorzugsweise Diaphragmen abhängen. bei 30 bis 800C während 1 bis 15 min. Anschließend
Diese Schwierigkeit beruht einerseits auf der Art ao wird das gebildete Vlies oder die Bahn zweckmäßiger-
4es verwendeten Polymeren (meist Polytetrafluor- weise getrocknet, anschließend gesintert und dann der
Ithylen, das hohe Drücke zur Formgebung benötigt porenbildende Füllstoff entfernt,
und gern eingeschlossene Gase zurückhält) und an- Gesintert wird vorzugsweise bei einer Temperatur
und gern eingeschlossene Gase zurückhält) und an- Gesintert wird vorzugsweise bei einer Temperatur
dererseits auf der Feinheit der Füllstoffe mit definierter über dem Kristallschmelzpunkt (= Umwandlungs-
Korngröi3enverteilung. a5 punkt, bei dem die kristallinen Bereiche ües Polymeren
Aufgabe der Erfindung ist nun die Herstellung eines in den amorphen Zustand übergehen, d. h. vollständig
nichtgew'ibten mikroporösen . lembranmaterials aus versch'vinden) des Polymeren, vorzugsweise bei einer
Asbestfaser als Diaphragmen für Elektrolysezellen, die um 25 bis 75°C und darüber liegenden Temperatur,
mit großer Ausbeute und hohen Stromdichten arbeiten. also bei 330 bis 3700C, in 2 bis 20 min.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 30 Die Sinterzeit hängt von der Sinterttmperatur und
löst, dall man zur Herstellung eines nichtgewebten diese auch von der Dicke und der Zusammensetzung
mikroporösen Membranmaterials aus Asbestfasern der Bahn ab.
in einer ersten Verfahrensstufe Asbestfasern mit min- Das porenbildende Mittel kann auf einfache Weise
destens einem extrahierbaren Füllstoff trocken mischt, entfernt werden, nämlich durch mindestens 24 h Ein-
in einer zweiten Stufe einen Polytetrafiuoräthylen- 35 tauchen der gesinterten und abgekühlten Bahn in eine
Latex, gegebenenfalls mit einem Weichmacher, unter wäßrige, 10- bis 25gew.-%ige schwache Säure, vor-
Rühren bzw. Kneten zugibt, in einer dritten Stufe aus zugsweise 25%ige Essigsäure, die gegebenenfalls ein
der Masse eine Vliesbahn walzt, die anschließend ver- Korrosionsschutzmittel, wie 1 bis S0J00 Phenylenthio-
festigt wird, und in einer weiteren Stufe der extrahier- harnstoff, enthält.
bare Füllstoff unter Porenbildung entfernt wird. Be- 40 Schließlich wird vorteilhafterweise die Membran
vorzugt wird in der ersten Stufe in 5 bis 30 min bei durch Eintauchen in Alkohol, beispielsweise Methyleiner
Rührgeschwindigkeit von zumindest 800 UpM, alkohol, gegebenenfalls im Teilvakuum, entgast,
in der zweiten Stufe 1 bis 15 min bei einer Knetge- Selbstverständlich lassen sich variierende Eigenschwind igkeit von maximal 100 UpM und in der schäften erreichen, indem diese Arbeitsweise mit andritten Stufe in 1 bis 15 min auf einem Walzenstuhl 45 deren an sich bekannten Arbeitsweisen kombiniert bei 30 bis 800C gearbeitet, worauf anschließend das wird; solche bestehen beispielsweise darin, daß die erhaltene Produkt gesintert wird, und zwar Vorzugs- Membran verstärkt wird, indem sie auf ein Netz oder weise über dem Kristallschmelzpunkt in 2 bis 20 min. Gewebe aufgebracht wird; es lassen sich auch zu-AIs Ausgangsgemisch bevorzugt man auf 1 Gew.-Teil sammengesetzte Strukturen erzeugen durch aufein-Asbestfasern 10 bis 100 Gew.-Teile Calciumcarbonat 50 anderfolgende Abscheidungen von mehreren Schichten, als Füllstoff, 1 bis 100 Gew.-Teile Latexfeststoff, 0,5 die sich in der Zusammensetzung des angewendeten bis 2 Gew.-Teile Weichmacher und 1 bis 20 Gew.- Gemisches unterscheiden.
in der zweiten Stufe 1 bis 15 min bei einer Knetge- Selbstverständlich lassen sich variierende Eigenschwind igkeit von maximal 100 UpM und in der schäften erreichen, indem diese Arbeitsweise mit andritten Stufe in 1 bis 15 min auf einem Walzenstuhl 45 deren an sich bekannten Arbeitsweisen kombiniert bei 30 bis 800C gearbeitet, worauf anschließend das wird; solche bestehen beispielsweise darin, daß die erhaltene Produkt gesintert wird, und zwar Vorzugs- Membran verstärkt wird, indem sie auf ein Netz oder weise über dem Kristallschmelzpunkt in 2 bis 20 min. Gewebe aufgebracht wird; es lassen sich auch zu-AIs Ausgangsgemisch bevorzugt man auf 1 Gew.-Teil sammengesetzte Strukturen erzeugen durch aufein-Asbestfasern 10 bis 100 Gew.-Teile Calciumcarbonat 50 anderfolgende Abscheidungen von mehreren Schichten, als Füllstoff, 1 bis 100 Gew.-Teile Latexfeststoff, 0,5 die sich in der Zusammensetzung des angewendeten bis 2 Gew.-Teile Weichmacher und 1 bis 20 Gew.- Gemisches unterscheiden.
Teile Wasser, so daß das Gewichtsverhältnis von Die Bahn zeichnet sich im nichtmikroporösen ZuLatex
zu Polytetrafluoräthylen t Asbest vorzugsweise stand durch den sehr hohen Anteil an Füllstoff, be-1
bis 25: 1 beträgt. 55 zogen auf die Gesamtzusammensetzung, aus, wobei
Vorteilhafterweise wird als Asbest Chrysotil, Amosit das Gewichtsverhältnis von Füllstoff zu Latexpolymer
oder Crocidolit verwendet. Der Füllstoff kann ein be- + Asbest vorzugsweise (1 bis 25): 1 beträgt,
liebiges, gegebenenfalls anorganisches Material sein. Im mikroporösen Zustand zeichnet sich die erfin-Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vor dungsgemäße Membran durch ihr großes Porenallem einen weiten Spielraum hinsichtlich der Füll- 60 volumen und ihre mechanischen Eigenschaften aus.
stoff-Korngrößen. Art und Korngröße des Füllstoffs Eine Bahn mit Calciumcarbonat als Füllstoff hat hängt von der in Betracht gezogenen Verwendung des eine Dehnung von 1 bis 200 %, eine Bruchfestigkeit Dipphragmas und dessen Eigenschaften ab. von 5 bis 50 kg/cma und — bei Verwendung als
liebiges, gegebenenfalls anorganisches Material sein. Im mikroporösen Zustand zeichnet sich die erfin-Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vor dungsgemäße Membran durch ihr großes Porenallem einen weiten Spielraum hinsichtlich der Füll- 60 volumen und ihre mechanischen Eigenschaften aus.
stoff-Korngrößen. Art und Korngröße des Füllstoffs Eine Bahn mit Calciumcarbonat als Füllstoff hat hängt von der in Betracht gezogenen Verwendung des eine Dehnung von 1 bis 200 %, eine Bruchfestigkeit Dipphragmas und dessen Eigenschaften ab. von 5 bis 50 kg/cma und — bei Verwendung als
Bei der Herstellung von Diaphragmen für die Diaphragma für Elektrolysezellen — eine MikroElektrolyse
wird ein porenbildender Füllstoff ver- 65 porösität von 50 bis 90% bei einem relativen Widerwendet,
beispielsweise Calciumcarbonat, kolkidale stand von 1,5 bis 10.
Tonerde, Metalloxide oder irgendein anderer Stoff, Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläute-
der abschließend herausgelöst oder zerstört werden rung der Erfindung.
In einer ersten Stufe wurden 20 Gew.-Teile Chrysotil-Asbestfasern
— Länge 0,5 bis 5 mm, Dichte 2,3 bis 2,5 g/cm*, mittlerer Durchmesser 18 mm '— sowie
400 Gew.-Teile handelsübliches Calciumcarbonat 15 bis 20 μιη gemischt (101, 3800 UpM, \0 min) und das
Gemisch mit einer Geschwindigkeit von 45 UpM durchgearbeitet
Diesem ersten Gemisch wurden 100 Gew.-Teile einer 60gew.-%igen handelsüblichen Polytetrafluoräthylen
- Dispersion (mittlerer Teilchendurchmesser 0,25 μιη) und 21 Teile Weichmacher (Mineralöl mit
Emulgator) zugegeben. Das Ganze wurde 2 min durchgearbeitet und dann am Walzwerk (Länge 70cm,
2 min, 50" C) geformt. Die erhaltene Bahn wurde 2 h bei 90°C und anschließend 1 h bei 1800C getrocknet
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet und das er- ao
haltene Produkt zusätzlich in 6 min bei 350° C gesintert.
Beispiel 2 wurde wiederholt und das gesinterte Pro- as
dukt anschließend 96 h in eine 25%ige Essigsäurelösung getaucht, um den Füllstoff herauszulösen.
Es wurde wie in Beispiel 3 gearbeitet, jedoch noch 30 min bei einem Teilvakuum von 740 mm Hg entgast.
σ = Zugfestigkeit in kg/cm*
D — Bruchdehnung (%)
L — in Längsrichtung
T = in Querrichtung
| Bei- | σ | 8 | T | D | T | Dicke | Dichte |
| tpiele | L | 43 | 18 | L | 150 | mm | |
| 1. | 34 | 17 | 45 | 10 | 1,75 | 1,78 | |
| 2 | 37 | 20 | 7.5 | 120 | 1,75 | 1,72 | |
| 3 | 19 | 45 | 45 | 1,9 | 0,86 | ||
| 4 | 15 | 1.8 | 0,38 | ||||
Diese Beispiele zeigen, daß man Membranmaterialien mit gut definierten Eigenschaften erhält, die den
verschiedenen Anforderungen entsprechen, je nachdem, ob ein Diaphragma mit größerer oder geringerer Dichte
bzw. Steifigkeit, Mikroporosität oder nicht angestrebt wird.
Beispiel 5 bis 8
Diese Beispiele wurden entsprechend den Beispielen 1 bis 4 durchgeführt, jedoch die Knetdauer auf
4 min und die Walzdauer auf 3 min verlängert. Die folgende Tabelle faßt die verschiedenen Wert*: zusammen
:
60
60
Bei- σ
spiele ,
D
L
Dicke mm
| 5 | 14 | 6,5 | 60 | 40 | 1,9 | 1,76 |
| 6 | 28 | 28 | 15 | 10 | 1,9 | 1,69 |
| 7 | 29 | 22 | 30 . | 70 | 9,2 | 1,19 |
| 8 | 40 | 20.5 | 30 | 50 | 2 | 0,37 |
Diese Beispiele zeigen im Vergleich mit den vorangegangenen Beispielen die Anpassangsfäh;gkeit des
Verfahrens, wonach durch Abwandlung der Verfahrensstufen die Eigenschaften des Verfahrensproduktes
variiert werden können.
Es wurde eine Bahn nach obigen Beispielen hergestellt und die gleichen Sorten Asbest Latex und
Füllstoff eingesetzt; folgende Arbeitsbedingungen wurden eingehalten:
Calciumcarbonat 800 Gew.-Teile
Asbest 40 Gew.-Teile
Latex 200 Gew.-Teile,
50% Feststoff
Weichmacher 39 Gew.-Teile
Mischen 3800 UpM, 10 min
Kneten 45 UpM, 2 min
Formgebung auf
Walzenstuhl 2 min bei 500C
Trocknen 2 h bei 1000C
Sintern 7 min bei 350°C
Der Füllstoff wurde mit einer 25%igen Essigsäure in 48 h entfernt und 2 h bei einem Unterdruck von
mm Hg entgast.
Die erhaltene Bahn besaß folgende Eigenschaften:
Schichfdicke 1,67 mm
Relativer Widerstand .... 1,8
Permeabilität 0,27 cm3/min · cm2
Als relativer Widerstand wird hier der Quotient aus Widerstand von mit Elektrolyt getränktem Diaphragma
und Widerstand des Elektrolyten bezeichnet.
Die Permeabilität gibt den Durchsatz an Salzlösung in cm3 (Elektrolyt) je min und je cm2 Diaphragma
unter einem Druck von 54 g/cm2 an.
Das Diaphragma wurde zur Elektrolyse einer Kochsalzlösung in einer Filterpressen-Zelle mit Eisenkathode
und Metallanode, Kathodenabstand 5 mm, eingesetzt.
Stromdichte 25 A/cm*
Zellenspannung beim
Gleichgewichtszustand ... 3,47 V nach 150 h
Zusammensetzung
der Lauge:
NaOH 125 bis 130 g/l
Chlorat 0,8 bis 1 g/l
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 40 mm WS
Dieses Beispiel ist identisch mit dem vorangegangenen mit der Abwandlung, daß beim Walzen eine
etwas größere Schichtdicke des Diaphragma von 1,84 mm und eine geringere Permeabilität von 0,08 ml/
min · cm* erzielt wurde.
Stromdichte 25 A/dm2
Zellenspannung im
Gleichgewichtszustand ... 3,4 V
Gleichgewichtszustand ... 3,4 V
Zusammensetzung
der Lauge:
der Lauge:
6s NaOH 120 g/l
Chlorat 0,4 bis 0,5 g/l
Flüssigkeitsdruck auf
dem Diaphragma 150 mm WS
Dichte g/cms
Es wurde nach Beispiel 9 gearbeitet mit dem Unterschied, daß das Gemisch nur 10 Teile Asbestfasern
enthielt.
Schichtdicke 1,43 mm
Relativer Widerstand 1,7
Permeabilität 0,24 ml/min · cm2
Stromdichte 25 A/dm2
Zellenspannung im
Gleichgewichtszustand ... 3,13 V
Zusammensetzung
der Lauge:
NaOH 125 g/l
Chlorat 0,8 bis 0,9 g/I
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 20 mm WS
Beispiele 12 und 13
Es wurde wie in den vorangegangenen Beispielen gearbeitet mit folgenden Abwandlungen:
Calciumcarbonat 500 Gew.-Teile
Asbest 20 Gew.-Teile
Latex 200 Gew.-Teile, 50% Feststoff
Weichmacher ... 25 Gew.-Teile Schichtdicke des Diaphragmas 1,43 mm (Beispiel
12) bzw. 2,63 mm (Beispiel 13).
Mischen .
Kneten ..
Walzen ..
Trocknen
Kneten ..
Walzen ..
Trocknen
Sintern
Entfernen des Füllstoffes
Entgasen
Schichtdicke
Relativer Widerstand
Permeabilität
Stromdichte
Zellenspannung
3800 UpM, 10 min 45 UpM, 2 min 15 s 2 min bei 5O0C
2 h bei 900C und 2 h bei 18O0C
3minbei365°C
90 h Tauchen in 25%ige Essigsäure 1,5 h Unterdruck 740 mm Hg 1,94 mm
Zusammensetzung
der Lauge:
der Lauge:
NaOH
Chlorat
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma
Diaphragma
2,8
0,14 ml/min 25 A/dm« 3,25 V
118 g/l 0,9 g/l
28 mm WS
Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 15 gearbeitet mit der Abwandlung, daß ein
anderes handelsübliches Calciumcarbonat verwendet wurde und die Schichtdicke 1,55 mm betrug.
| Beispiel | 2,8 | 13 | 3 | |
| 12 | 0,15 | 0,08 | ||
| Relativer Widerstand | 25 | 25 | ||
| Permeabilität, ml/min · cm2 | ||||
| Stromdichte, A/dm2 | 3,04 | 3,63 | ||
| Ze lenspannung im Gleich | ||||
| gewichtszustand | 120 | 140—150 | ||
| Lauge: | 0,4 | 0,3 | ||
| NaCH (g/l) | 60 | 350 | ||
| Chlorat vg/i) | ||||
| Flüssigkeitsdruck auf dem | iel 14 | |||
| Diaphragma, mm WS | ||||
| B e i sp |
Es wurde wie in dem vorangegangenen Beispiel gearbeitet mit der Abwandlung, daß 11 min bei 250° C
gesintert wurde und die Schichtdicke des Diaphragmas 1,51 mm betrog.
Relativer Widerstand 2,2
Permeabilität 0,10 ml/cm2 · min
Stromdichte 30 A/dm2
Zellenspannung 3,45 V
Zusammensetzung
der Lauge:
der Lauge:
NaOH 122 g/l
Chlorat lg/1
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 180 mm WS
Diaphragma 180 mm WS
In diesem Beispiel wurde mit folgender Rezeptur unter Verwendung von zwei handelsüblichen Calciumcarbonat-Sorten
gearbeitet:
A 32OGew.-Teüe
B 80 Gew.-Teile
Laiige:
NaOH 124 g/l
Chlorat 0,7 g/l
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 70 mm WS
cm"
Realtiver Widerstand 5,1
Permeabilität 0,19 ml/min
Stromdichte 30 A/dm*
Zellenspannung 3,42 V
Zusammensetzung
der Lange:
NaOH 125g/l
Chlorat lg/1
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma UO mm WS
cm"
£5 In diesem Beispiel wurde eine mit einem Draht-Es wurde mit der gleichen Rezeptur wie zuvor ge- gewebe aus verzinktem Stahl verstärkte Bahn verwenarbeitet, unter Einhaltung folgender Arbeitsbedin- det, Drahtdurchmesser 0,25 mm, Maschenweite 1,40,
fttragen: Nutzfläche 72 '.„ Gewicht 460 g/m*.
25
Zusammensetzung des Gemisches:
Füllstoff (Caiciumcarbonat, 15 bis
20 μηι) 500 Gew.-Teile
Asbest 20 Gew.-Teile
Polytetrafluorethylen 100 Gew.-Teile
Weichmacher 25 Gew.-Teile
Die Arbeitsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 9 mit dem Unterschied, daß 15 min bei einer
Temperatur von 385°C gesintert wurde.
Relativer Widerstand .... 2,5
Permeabilität 0,15 cm3/min ■ cm8
Eigenschaften der nicht verstärkten Membran: Zugfestigkeit:
in Längsrichtung .... 16 kg/cm*
in Querrichtung 8 kg/cm2
Dehnung:
in Längsrichtung ... 40%
in Querrichtung .... 25 %
Stromdichte 30 A/dm2
Zellenspannung 3,36 V
Zusammensetzung
der Lauge:
NaOH 120 g/l
Chlorat 0,9 g/l
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 200 mm WS
Tn diesem Beispiel wurden entgegen der Arbeitsweise d:r bisherigen Beispiele die beiden Walzen des Walz-
£
werkes mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben,
und zwar eine doppelt so schnell wie die andere.
Zusammensetzung des Gemisches:
Füllstoff (Caiciumcarbonat,
Durchmesser 15 bis 20 am) .... 400 Gew.-Teile
Asbest 20 Gew.-Teile
Polytetrafluoräthylen 100 Gew.-Teile
Weichmacher 26 Gew.-Teile
Mischen 3800 UpM/10 min
Kneten 45 UpM, 4 min
Trocknen 2 h bei 90cC
Walzen 4 min, 50°C
Sintern 6 min, 35O0C
Entfernen der Füllstoffe .. 84 h Tauchen in
25%ige Essigsäure
Entgasen 30 min Unterdruck
750 mm Hg
Relativer Widerstand .... 3,5
Relativer Widerstand .... 3,5
Permeabilität 0,17 cm3/min · cnv
Stromdichte 30 A/dm2
Zellenspannung 3,5 V
Zusammensetzung
der Lauge:
der Lauge:
NaOH 130 bis 140 g/l
Chlorat lg/1
Flüssigkeitsdruck auf dem
Diaphragma 110 mm WS
Claims (4)
- auch an die Form der Kanäle, durch die der Elektrolyt Patentansprüche: fließt. Schließlich soll eine Diffusion durch die Mem-bran verhindert werden. Vor allem bei der Chlor-I.Verfahren zur HersteUung eines nichtgewebten Alkali-Elektrolyse muß eine OH-Ionenwanderung mikroporösen Membranmaterials aus Asbestfasern, 5 entgegen dem Flüssigkeitsstrom, welche fur die ChIod a d u r c b g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man in ratbüdung und damit Verringerung der Ausbeute einer 1. Verfahrensstufe Asbestfasern mit min- verantwortlich ist, verhindert werden, destens einem extrahierbaren Füllstoff trocken Man kann diesen Nachteil dadurch beheben daßmischt, in einer 2. Stufe einen Polytetrafluor- man die Schichtdicke des Diaphragmas erhöht und äthylen-Latex, gegebenenfalls mit Weichmacher, *o seine Porosität verringert; damit wird aber auch der unter Rühren bzw. Kneten zugibt, in einer 3. Stufe Spannungsabfall im Diaphragma vergrößert, aus der Masse eine Vliesbahn auswalzt, die an- In hydraulischer Hinsicht soll die Permeabilitaschließend verfestigt wird, und in einer weiteren eines Diaphragmas so sein, <J*ß J« Druckverlust Stufe den extrahierbaren Füllstoff unter Poren- gering ist; nun hängt die Permeabilität aber ab von bildung herauslöst. 15 der Porengröße und aus bereits erwähnten Gründen
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- müssen zu große Poren vermieden werden. Eine letzte zeichnet, daß man in der 1. Stufe 5 bis 30 min bei Forderung ist lange Arbeitsfähigkeit. Die Tencenz m >800 UpM rührt, in der 2 Stufe 1 bis 15 min bei der Industrie geht ja zu immer längeren Betriebszeiten, maximal 100 UpM mischt oder knetet, in der Die Diaphragmen müssen daher fur alle in Frage 3. Stufe auf einem Walzenstuhl bei 30 bis 8O0C *o kommenden Eigenschaften hohe Stabilität besitzen.1 bis 15 min formt und schließlich das erhaltene Die Diaphragmen müssen daher fur alle in trage Produkt sintert, vorzugsweise über dem Kristall- Die Schwierigkeit, diese Gesamtheit von ziemlichschmelzpunkt, in 2 bis 20 min. widersprüchlichen Bedingungen bzw^ Eigenschaften
- 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, zu erhalten, erklärt die beträchtliche Anzahl von dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch 25 bereits versuchten Lösungen.einsetzt, das auf 1 Gew.-Teil Asbestfasern 10 bis Es ist seit langem bekannt, Diaphragmen auf As-100 Gew.-Teile Calciumcarbonat als Füllstoff, bestfaserbasis herzustellen, und zwar ausgehend von 1 bis 100 Gew.-Teile Latex, 0,5 bis 2 Gew.-Teile einer wäßrigen Asbestfaserdispersion. Derartige Dia-Weichmacher und 1 bis 20 Gew.-Teile Wasser ent- phragmen haben sich als besonders geeignet erwiesen hält und das Gewichtsverhältnis von Füllstoff zu 30 für sogenannte »abgeschiedene« oder »aufgefallte« Latex + Asbest vorzugsweise 1 bis 25: 1 beträgt. Diaphragmen, d. h. Diaphragmen, die auf der Kathode
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- selbst gebildet werden. Diese Arbeitsweise ist bei zeichnet, daß das porenbildende Mittel Calcium- Zellen mit fingerförmigen Kathoden besonders zweckcarbonat ist, das man durch Eintauchen in eine mäßig. Die Weiterentwicklung dieser Technik hat 10- bis 25gew.-%ige Essigsäurelösung während 35 einerseits dazu geführt, daß andere Arten von Zellen, mindestens 24 h entfernt. vor allem Filterpressen-Zellen, entwickelt worden sindund daß andererseits aus Gründen der Leistung und des Wirkungsgrades die Stromdichten erhöht werden.
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| FR7426563 | 1974-07-31 |
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|---|---|
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| DE2534097C3 DE2534097C3 (de) | 1977-03-31 |
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ID=
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| JPS5328263B2 (de) | 1978-08-14 |
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| DE2534097A1 (de) | 1976-02-12 |
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