Способ получения ионообменных мембран Советский патент 1993 года по МПК C08F255/00 C08F8/00 

Изобретение относится к способу получения ионообменных мембран, используемых в электролизерах. Известен способ получения ионообменных мембран путем пропитки тканевой основы винильными мономерами с последующим формованием мембран в процессе сополимеризации, в результате которог о-образуются ионообменные мембраны с низкой механической прочностью.

Наиболее близким до достигаемому эффекту является способ полумения ионообменных мембран путем пропитки тканей пастой, состоящей из стирола, сополимеризующегося с ним мономера, содержащего ионогенную группу, порошка поливинилхлорида, дивинилбезола и перекиси бензоила, с последующей полимеризацией в процессе формовки полученной массы.

По этому способу образуются мембраны с плотной поверхностной пленкой, обеспечивающей селективность мембран. Однако эта поверхностная пленка быстро разрушается и отслаивается от армирующей ткани при высокотемпературном электролизе. Кроме того, невозможно использование ткани типа брезента для получ ения таких мембран, поскольку они имеют недопустимо высокое электрическое сопротивление.

Для получения ионообменных мембран, обладающих высокими физико-химическими и механическими характеристиками, по предлагаемому способу химически стойкие ткани пропитывают ионообменной пленкообразующей органодисперсией, представляющей собой диспергированную в органическом растворителе смесь инертного термопласта м того же полимера, но с привитыми к нему моно- и дивинильными мономерами, содержащими ионогенные группы. 8 качестве тканевой основы диафрагмы используют химически стойкие материалы: лзвсаново-лубяную ткань, лавсан, фторлон,саран, хлорин, винол, нитрон, полиэтиленовую и полипропиленовую сетки, а также ткани из смешаных волокон, например лавсана с нитроном. В качестве термопластичных полимеров применяют фтор- и хлоруглеводородные термопластичные полимеры, например фторопласты 26, 42, 32, 23. поливинилхлорид, каучуки: натуральный, полиуретановый, нитрилакриловый. В качестве прививаемых MOHON-epoe используют моно- и дивинильные мономеры: стирол, 2,5-метилвинилпиридин, 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, дихлорэтиловый эфир винилфосфоновой кислоты, акриловую кислоту и ее производные, дивинилбензол, диизопропинилбензол, изопропинилстирол. в качестве органических растворителей применяют любые органические растворители, вызывающие ограниченное набухание привитого сополимера: ацетон, этилацетат, бутилацетат. метилэтилкетон, диметилформамид, тетрагидрофуран, ацетамид.

Состав органодисперсий, мае.ч.: 0 Термопластичный полимер100

Привитой термопластичный сополимер100-200

Растворитель1900-1700

Тканевые диафрагмы получают методом пропитки. Пропитку осуществляют органодисперсиями с концентрацией 5-15% в пропиточной мащине. Концентрацию органодисперсий выбирают в зависимости от плотности пропитываемой ткани. Процесс 0 пропитки ведут при 20-25°С. Сушку пропитанной ткани проводят в шахте пропиточной машины в течение 20-40 мин при 50-80°С.

5 Синтезированные мембраны полностью сохраняют присущие ткани высокие физико-химические и механические характеристики, позволяют использовать их в существующих конструкциях диафрагм и

0 одновременно сделать их непроточными электролита из катодного пространства в анодное.

Пример. Пропитку льнолавсановой ткани типа брезента осуществляют в ванне

5 пропиточной машины органодисперсией, состоящей из 1 кг привитого сополимера фторопласта 26 и 2,5-метилвинилпиридина со статической обменной емкостью по 0,1 н. раствору соляной кислоты 3,0 мг-экв/г, 0,5

0 кг порошкообразного фторопласта 26 и 8,5 кг бутилацетата. Избыток органодисперсий отжимают .на отжимных валках. Пропитанный материал, помещают в шахту машины и высушивают в токе горячего воздуха при

5 80°С в течение 30 мин, Готовую мембрану используют для изготовления катодных ячеек в ванне электролитического рафинирования никеля.

Катодная ячейка представляет собой

0 каркас с закрепленным на нем мешком из мембраны. Условия электролиза: плотность тока 250 состав электролита, г/л: никель 7,5, хлор-ионы 35,5, сульфат-ион 96.5, рН 2,5. Чистый электролит непрерывно подают со скоростью 75 мл/А- ч в катодные ячейки и выводят из них. В анодное пространство непрерывно подают подкисленную воду. Электролит из анодного пространства, содержащий до 70 г/л никеп, очищают от примесей, выпэриоают и смешивают С чистым католитом. Объем раствора, вводимого на очистку, составляет 13,3 м /т никеля. (56) Патент США 1 2962454, кя. 260-2.2, 5 1960.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕН- ° °Р °Лисперсией, состояНЫХ МЕМБРАН на основе синтетических термопластичного полимера тканей путем пропитки их полимерами, со- привитого сополимера на основе этого

держащими ионогенные группы, отличаю- « термопластичного полимера с моно- и

щийся тем, что, с целью повышения физи-,g дивинильными мономерами, содержащими

ко-химических и механических характери-ионогенные группы, и диспер.ированной в

стик, синтетические ткани пропитываюторганическом растворителе. Mutzutanl Yuklo, Yamone Reior.hi. HIrofumlMotomuraHlrojI. Изученн(.-ионоо6 манных мембран. XVI. Приготовление ионообмеини/ мембран методом пасты. BULL. Chem. Soc. Japan. 1963. 63, . с. 361--366.