Состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы Советский патент 1982 года по МПК C25B13/08 C25B1/46 

Изобретение относится к составам для гидроФилизации фторопластовой . микропористой диафраг « |, Применяемой в электролизере для получения хлора и щелочи.

Фторопласты являются химическим стойким и самым подходящим материалом для применения в агрессивных средах, в частности в производстве xiiopa и щелочи электролизом, однако его применение ограничено из-за гидрофобных свойств этого материала. Гидрофобность его объясняется тем, что полимер является неполярным и имеет низкую поверхностную энергию, т.е. практически не взаимодействует с молекулами воды и в результате не смачивается ею. Поэтому диафрагмы из фторопласта не находят промышленного применения... ,,

Одним из направлений для гидрофилизации поверхности материалов является применение поверхностно-активных веществ (ПАВ),. которые адсорбируясь на поверхности улучшают ее смачиваемость .

Известен состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы, котор содержит 1 додецил бензолсульфоната и 99 воды. Фторопластовую микропористую диафрагму обрабатывают погрун ением в состав при комнатной температуре, затем ее

10 вынимают и в мокром виде монтируют в электролизер, так как в случае высушивания диафрагма теряет гидрофильные свойства и не может применяться

,j в электролизере, потому что теряет фильтрующую способность 1 .

Недостатком известного состава является то, что диафрагму необходимо помещать в электролизер только в ° мокром виде.

Наиболее близким к предлагаемому ;по технической сущности и достигаемо му эффекту является состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы, содержащий, вес.%: Алкилглюкозидфракции Cg- е 0,005-1,5 Вода или спирт С,Остальное. Диафрагму обрабатывают в следующе последовательности. Погружают диафра му в раствор алкилглюкозида в спирте промывают деионизованной водой, погружают в водный раствор того же поверхностно-активного вещества, погру жают на несколько часов в раствор по варенной соли концентрацией 100200 г/л, содержащий тот же алкилглюкозид в количестве 1 %. Диафрагма должна устанавливаться в электролизер только в мокром виде, так как после высыхания она теряет гидрофильные свойства, а следовательно и фильтрующую способность 2 . Недостатком известного состава для гидррфилизации фторопластовой .микропористой диафрагмы является слабое гидрофилизуйщее действие, которое проявляется в том, что после обработки и высушивания диафрагмы, она теряет способность смачиваться , поэтому диафрагму нужно монтировать в мокром виде, в течение мин после обработки. Целью изобретения является повышение гидрофильных свойств диафрагмы и их устойчивости. Поставленная цель достигается тем, что состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафраг мы, содержащий поверхностно-активное вещество и растворитель, в качестве поверхностно-активного вещества содержит полиэтиленгликоль моноолеат, а в качестве растворителя - четырех хлористый углерод при следующем соде жании компонентов, вес.: Полиэтиленгликоль моноолеат 1-15 Четыреххлористый углерод85-99 Состав получают следующим способом. б полиэтиленгликоль моноолеат добавляют Четыреххлористый углерод в указанном соотношении и перемешивают до однородности. В полученный состав погружают диафрагму на 15 мин, затем ее вынимают и сушат. Обработку и высушивание проводят при комнатной тем пературе. Испытание гидрофильных свойств диафрагмы и их устойчивость проводят в лабораторных условиях. Гидрофильность диaфpahмы определяют по времени впитывания капли рассола концент рацией 300 г/л. Устойчивость гидрофильности определяют по количеству ПАВ, удерживаемого на диафрагме до и после промывания в рассоле .концентрацией 300 г/л в течение 15 мин и 2 ч. Количество ПАВ, адсорбируемого на поверхности диафрагмы, определяют методом ИК спектроскопии. Для этого записывают ИК спектры фторопластовой микропористой диафрагмы после обработки их предлагаемыми составами и после промывания в рассоле. ИК спектры записывают в области 1600-1900 CNT на приборе ИЯ-20. Количество ПАВ на диафрагме рассчитывают по интенсивности полосы 1738 ctf, относящийся к колебаниям карбонильной группы в полиэтиленгликоле моноолеате. Скорость фильтрации определяют через 10 сут, после запуска электролизера при напоре 1бО мм вод.ст. Практическое осуществление и использование изобретения иллюстрируют следующие примеры. П р и м е р 1 (прототип ). Для приготовления 100 г состава берут 1 г децилглюкозида и перемешивают с 99 г этилового спирта до получения однородной смеси, в которую погружают фторопластовую микропористую диафрагму на 30 мин, после этого диафрагму промывают деионизованной водой и снова погружают в указанный состав на 30 мин. Затем диафрагму погружают в указанный состав с добавлением хлорида натрия концентрацией 160 г/л на 10 ч. После такой обработки диафрагму устанавливают в мокром виде. Испытания проводят при плотн9сти тока 0,1 А/см в растворе хлорида натрия концентрацией 300 г/л с получением в католите 110 г/л щелочи. Скорость фильтрации равна 3 л/м ч, при мм. Гидрофильность диафрагмы определяемая по времени впитывания капли рассола, составляет 600 с. Примеры 2-6. Дляприготовления состава для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы берут лолиэтиленгликоль моноолеат в количестве, указанном в таблице и соответствующие составам 2-6, добавляют Четыреххлористый углерод пе596

ре.мешивают до однородности и в полученный состав погружают фторопластовую микропористую диафрагму на 15 мин затем извлекают и сушат. Обработку и сушку проводят при комнатной температуре.

. Гидрофильность определяют по времени впитывания капли рассола. Устойчивость гидрофильности определяют по количеству поверхностно-активного вещества на поверхности диафрагмы до и после промывания рассола методом ИК спектроскопии. Диафрагму после обработки предлагаемым составом испытывают в условиях хлорного электролиза при плотности тока 0,7 А/см, раствор хлорида натрия в анолите состав196

ляет 300 г/л, в католите получают щелочь концентрацией 110 г/л.

В таблице приведены сравнительные данные по гидрофильности и ее устойчивости для предлагаемого состава и для прототипа. Из приведенных данных следует, что предложенный состав обладает наиболее сильным гидрофилизирующим действием. По сравнению с прототипом состав имеет более низкие значения времени впитывания капли, определяющие Гидрофильность поверхности. Для предлагаемого состава время впитывания капли составляет 3060 с. Это в 10-20 раз меньше чем дЬя прототипа.

При применении для гидрофилизаций фторопластовой микропористой диафрагмы предлагаемого состава количество ПАВ адсорбируемое на диафрагме больше, чем при применении состава по прототипу почти в 10 раз. Это свидетельствует о лучшей гидрофилизаций поверхности предлагаемым составом. Кроме того, диафрагма, этим составом, обладает устойчивой гидрофильностью даже после промывания в растворе хлорида натрия концентрацией 300 г/л в течение 2 ч. Количество ПАВ на диафрагме после промывания в рассоле

остается неизменным и равным количеству ПАВ до промывания.

П р и м е р 7. Дпя приготовления 100 г состава, содержащего 2Q% полизтиленгликоля моноолеата и 80% четы реххлористого углерода, берут 2.0 г поверхностно-активного вещества и 80 г растворителя, перемешивают и в полученный состав опускают диафрагму, выдерживают 15 мин, вынимают и сушат, затем проводят испытание на гидрофильность и в электролизере при.плотности тока 0,1 А/см , содержание хлорида натрия в анолите 300 г/л и содержание щелочи в католите 110 г/л скорость фильтрации соетавляет 13,2 при напоре 160 мм вод.ст. время впитывания рассола составляет 30 с. Увеличение концентрации ловерхност но-активного вещества, входящего в состав, приводит к увеличению его количества на диафрагме, но гидрофиль ность не увеличивается, при выбранном соотношении компонентов достигается предельная гидрофилизация поверхности диафрагмы, поэтому повышение содержания полиэтиленгликрля моноолеата в составе более 15% нецелесообразно. П р и м ер 8..Готовят 100 г соCTaBia, содержащего 0,5 г полиэтиленгликоля моноолеата и 99 5% четыреххлористого углерода, и после переме}1 ивания в полуменный состав опускают диафрагму, выдерживают 15 мин, вынимак т и сушат. Испытание проводят на гидрофильность, определяемую по времени впитывания капли рассола, которое составляет 650 с. Количество адсбрбированного вещества на дифрагме составляет Q,Qkk г/100 г. Гидрофильность слабая, ниже чем у диафрагмы обработанной предлагаемым составом Использование предлагаемого состава обеспечивает получение диафрагмы с повышенной и устойчивой гидрофильностыо, исключение нескольких последовательных стадий обработки и осуществление процесса на стандартном оборудовании. Формула изобретения Состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы, содержащий поверхностно.-активное вещество и растворитель, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения гидрофильных свойств диафрагмы и их устойчивости, в качестве поверхностно-активного вещества он .содержит полиэтиленгликоль моноолеат, а в качестве растворителя - четыреххлористый углерод при следующем соотношеНИИ компонентов, вес.%: Полиэтиленгликоль моноолеат1-15 Четыреххлористый углерод85-99 ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии Н- 21718,21719, кл. 2 (1) «8107, 1973. 2.Патент США Н- 1 0125 1, кл. 27-2 3, 1977 (прототип).