Состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы

Состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А. Т. Пылаева, М. Я; Матлис, Л. И. Самохвал

Ю. И. Курятников, А. ф. Мазанко, В. Л. К басова;I ÙÙÙôôêoâ и Э. Ф. Рябов

i3ii:iF!Тйй,)

ТЕ1И !" !Е< iiAii

Ы БИБЛИОТЕК!;А ( (72) Авторы изобретеиии (7!) Заявитедь (54) СОСТАВ ДЛЯ ГИДРОФИЛИЗАЦИИ ФТОРОПЛАСТОВОЙ

МИКРОПОРИСТОЙ ДИАФРАГМЫ

Изобретение относится к составам для гидрофилиэации Фторопластовой: микропористой диафрагмы, йрименяемой в электролизере для получения хлора и щелочи.

Фторопласты являются химическим стойким и самым подходящим материалом для применения в агрессивных .средах, в частности в производстве хпора и щелочи электрояизом, 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-актив2 ных веществ (ПАВ), которые адсорби руясь на поверхности улучшают ее смачиваемость.

Известен состав для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы, который содержит 13 додецилбензолсульфоната и 99 воды. Фторопластовуо микропористую диафрагму обрабатывают погружением в состав при комнатной температуре, затем ее вынимают и в мокром виде монтируют в электролизер, так как в случае высушивания диафрагма теряет гидрофильные свойства и не может применяться в электролизере, потому что теряет фильтрующую способность (1 1.

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

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигаемо му эффекту является состав для гид3 9661 1. рофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы, содержащий, вес.3:

АлкилглюкозидФракции СВ- С 4 0,005-1,5

Вода или спирт

C„- С Остальное.

Диафрагму обрабатывают в следующей последовательности. Погружают диафрагму в раствор алкилглакозида в спирте, промывают.деионизованной водой, по- 1О гружают в водный раствор того же поверхностно-активного вещества, погружают на несколько часов в раствор поваренной соли концентрацией 100200 г/л, содержащий тот же алкилглю- is козид в количестве 1 3.

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 гидрдфилизации фторопластовой .микропористой диафрагмы является слабое гидрофилизующее действие, ко- >> торое проявляется в том, что после обработки и высушивания диафрагмы, она теряет способность смачиваться поэтому диафрагму нужно монтировать в мокром виде, в течение 20-40 мин после обработки.

Целью изобретения является повышение гидрофильных свойств диафрагмы и их устойчивости.

Поставленная цель достигается

3S тем, что состав для гидрофилизации

Фторопластовой микропористой диафрагмы, содержащий поверхностно-активное вещество и растворитель, в качестве поверхностно-активного вещества со46 держит полиэтиленгликоль моноолеат, а в качестве растворителя - четыреххлористый углерод при следующем содержании.компонентов, вес.б:

Полиэтиленгликоль моноолеат

Четыреххлористый углерод 85-99

Состав получают следующим способом.

1-15

8 полиэтиленгликоль моноолеат добавляют четыреххлористый углерод в указанном соотношении и перемешивают до однородности. 8 полученный состав погружают диафрагму на 15 мин, затем ее вынимают и сушат. Обработку и высушивание проводят при комнатной температуре.

9 4

Испытание гидрофильных свойств диафрагмы и их устойчивость проводят в лабораторных условиях. Гидрофильность диафрагм-мы 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 .концент- рацией 300 г/л в течение 15 мин и

24 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 спект ры записывают в области 1600-1900 см 1 на приборе HR-20. Количество ПАВ на диафрагме рассчитывают по интенсивности полосы 1738 сьг", относящийся к колебаниям карбонильной группы в полиэтиленгликоле моноолеате.

Скорость фильтрации определяют через 10 сут, после запуска электролизера при напоре 160 мм вод.ст.

Практическое осуществление и,использование изобретения иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (прототип ). Дпя приготовления 100 г состава берут 1 r 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 хло- . рида натрия концентрацией 160 г/л на 10 ч, После такой обработки диафрагму устанавливают в мокром виде.

Испытания проводят при плотности тока О, 1 А/см в растворе хлорида натрия концентрацией 300 г/л с получекием в католите 110 г/л щелочи. Скорость фильтрации равна 3 л/м ч, при

Н=160 мм. Гидрофильность диафрагмы определяемая по времени впитывания капли рассола, составляет 600 с.

Пример ы 2-6. Для приготовления состава для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафрагмы берут лолиэтиленгликоль моноолеат в количестве, указанном в таблице и соответствующие составам 2-6, добавляют четыреххлористый углерод пеСостав, вес.Ф

Время впитывания капли.сек гидрофильность) Скорость фильтрации л/и час

tlat со став

Примечание пАВ растворитель исходная

15 мин 24 час

0,07

3,0 прототип нет нет

9,0 н

11 5

13, 0

0,074 0,074

0,169 0,169

0,074

0,169

5,0

13,2

0,044 0,044

0,044

2 5 э . 9661 ремешивают до однородности и в полученный состав погружают фторопластовую микропористую диафрагму на 15 мин затем извлекают и сушат. Обработку и сушку проводят при комнатной тем- % пературе. Гидрофильность определяют по времени впитывания капли рассола. Устойчивость гидрофильности определяют по количеству поверхностно-активного ве- 1В щества 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 состав1, 1 99 600

2 5 95 180

3 10 90 60

4 15 85 30

5 1 99 500

6 2 98 300

7 20 80 30

8 0,5 99,5 650

- При применении для гидрофилизации фторопластовой микропористой диафраг« мы предлагаемого состава количество

ПАВ адсррбируемое на диафрагме больше, чем при применении состава по прототипу почти в 10 раз. Это свидетельствует о лучшей гидрофилизации поверхности предлагаемым составом.

Кроме того, диафрагма, этим составом, обладает устойчивой гидрофильностью даже после промывания в растворе хлорида натрия концентрацией 300 г/л в течение 24 ч. Количество IlAB на диафрагме после промывания в рассоле

19 d 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. Иэ 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 раэ меньше чем ля прототипа".

Количество ПАВ адсорбированное на диафрагме г/100 г (гидрофильность) 0,468 0,468 0,468 заявляемый

0,676 09676 0,676

0,720 0,720 0,720

0,746 0,746 0,746 остается неизменным и равным количеству ПАВ до промывания.

Пример 7. Для приготовления

100 г состава, содержащего 203 полиэтиленгликоля моноолеата и 803 четыреххлористого углерода, берут 20 г поверхностно-активного вещества и

80 r растворителя, перемешивают и в полученный состав опускают диафрагму, выдерживают 15 мин, вынимают и сушат, затем проводят испытание на гидрофильность и в электоолизере при.плотности тока 0,1 А/см, содержание хлорида натрия в анолите 300 г/л и

1-15

Составитель Т. Барабаш

Редактор А. Химчук Техред И. Коштура Корректор 0, Билак

Заказ 7783/38 Тираж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

966119 8, . содержание щелочи в католите 110 г/л с повышенной и устойчивой гидрофильскорость фильтрации соетавляет ностью, исключение нескольких пос13,2 л/м ч при напоре 160 мм вод.ст., ледовательных стадий обработки и . время впитывания рассола составяяет осуществление процесса на стандарт30 с. 5 ном оборудовании.

Увеличение концентрации ловерхност но-активного вещества, входящего в Формула изобретения состав, приводит к увеличению его количества на диафрагме, но гидрофиль - Состав для гидрофилизации фтороность не увеличивается, при выбранном 14 пластовой микропористой диафрагмы, соотношении коьвонентов достигается . содержащий. поверхностно.-активное ве" предельная гидрофилизация поверхнос- щество и растворитель, о т л и ч а ю" ти диафрагмы, поэтому повышение со- шийся тем, что, с целью повышедержания полиэтиленгликоля моноолеата ния гидрофильных свойств диафрагмы в составе более 153 нецелесообразно. 1 и их устойчивости, в качестве поверхПример 8.. Готовят 100 г со- . ностно-активного вещества он: содержит става, содержащего 0,5 г полиэтилен- полиэтиленгликоль моноолеат, а в кагликоля моноолеата и 99,53 четырех- честве растворителя - четыреххлорис" хлористого углерода, и после переме- тый углерод при следующем соотношешивания в полученный состав опускают 20 нии компонентов, вес.3: диафрагму, выдерживают 15 мин, вы- Полиэтиленгликоль нимают и сушат. Испытание проводят на моноолеат гидрофильность, определяемую по вре- цетыреххлористый . мени впитывания капли рассола, ко- углерод 85-99 второе составляет 650 с. Количество И адсорбировайного вещества на дифраг- Источники информации, ме составляет 0,044 г/100 г. Гидро- принятые во внимание при экспертизе фильность слабая, ниже чем у диафраг- 1. Патент Японии 11 21718,21719, мы обработанной предлагаемым составом, кл. 2 (1) 48107, 1973.

Использование предлагаемого соста- зр 2. Патент США я 4012541, .

:ва обеспечивает получение диафрагмы кл. 427-243, 1977 (прототип).