CA1114778A - Procede de fabrication d'un diaphragme permeable pour cellule d'electrolyse - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un diaphragme perméable pour cellules d'électrolyse. La procédé consiste à former une feuille comprenant des fibres inorganiques et un polyélectrolyte sous forme solide divisée, insoluble dans les solutions aqueuses d'halogénures de métaux alcalins, puis à chauffer ladite feuille pour fondre le polyélectrolyte. Les diaphragmes ainsi obtenus conviennent notamment pour les cellules d'électrolyse de saumures de chloride de sodium.

Description

7~

1 .

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- 1 - ~, , .., . ~= . ::~
C~s ~.77l34 ::
La Sociéte Ano~yme di~ : SOLV~Y 6 Cic ~ :
., ;
La pre~e~t~ inve~tion a pour objet la fabrication d~ diaphrag- ~ :
me~ perm~abl~ ~ ba~e d~ ~ibres inorganiques telle~ que l'~misnte, desti~es ~ des cellul2~ pour l'electrolyse de solu~ions aqueu~e~ ;~
d'halog~ures de m~tau~ alcalin~ tel~ ~ue le chlorure de sodium ou : ~ :
-~ 5 d~ p~ta~sium. .
Ell¢ concern~ plus particuli~rement un prQced~ pour l~obt ~tlo~
de disphragmes de ce type~ présentan~ uue~bonne ~tab~lit~ de dimen-~ion~, c'est-a-~ire dont l'~pai~eur reste pratiqu ~ ~nt ~nc~ng@~ i~
ps~da~t lsur u~ atio~ dan~ u~e cell~le dt~l~ctroly~e. .~:
Dan3 1~9 cell~le~ a diaphrag~e connue~ en p~rticulier le3 cellulç pour 1 ~electralyse ~'uns Bau~lure de chlorure de sodiu~, le ~i diaphr~gme est h~bituellenQnt constitu~ d'una couehe ou d'u~e feuil- , ', le e~ a~an~, appli~u~e ~ur une ~ructure ajouree ~n fer ~ormant la cathodf~f de 1f~ cellul~
Les diaphrafK~es connua en $mi~tfrff presentent ~of~e~ois le ~ d~sava~ta~e d~être de di~e~aions instable~ a~ courf~ tu tempfs. Au ., début de l~electrolyse, ces tisphrag~ffe~ conn~ff~ ont,tendance ~ son~': fleffr, CfP~ go~lem~ut étant 3uiv~ d'u~ ta3sff~m~nt progres~f ~ou~
1~ffafff~t de la pressio~ hydrostati~ue r~gnsnt dan3 la oellule. Ces I~
~' 20 ~ariationa, au coura du te~fps~ du volume ee de la ff~frme du diaphrag-me ~ont df~favorable~f ~ lec~rolyse. Elles ont en outre une i~
~luence d~fsa~ffantaf~euse sur la ~m~trifc 3 adopter pour la cellule.
B~ particulifer~ la gonflf0fme~t du dlaphra~me au t~fffSfbUt de 8f~n esploS-taeif~ i~pose de prf~oir pour laff cellule, de~ ffffff~csrts anodes-caff~hode~
~ 25 ~ette~ffen~ 8Up~r~eUrS ~ 18 valeu~ op~i~u~f r2qu~se pour ~e cfallulef~
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7'~

Pour renforcer la cohesion des di~phr~mes en ~miante et mme-liorcr leur 3tabilite de for~e et de di~.cnsions, on proposf~, d~ns 1 demande de brevct allem~d 2 140 714 de Tokuy~ Soda ~.~C,, publif~e : lf* 30 mars 1972, d'~joute~r aux fibro3 d'amlante du di~phr~le un : 5 li~nc con3titue d'u~ poly~fire fluor~ ~i5 en oeuvre 30U9 forme d'une : di3persion ~queu3e. On doit ch~uffcr ensuite lf~ dia?hra~me Binsi obteru ~ une te~p~r3ture ~lev~e pour fondre le polym~re ~nu ~.~ins 29SC selon le~ e~emples), ce qui con~tltuc un i~co~v~nient.
:Dans une variante de ce procéd~ co~nu, d~crite dar.~ 1~ brevet ~ bel~e 809 822 dQ Dia~ond Sha~roc~ Corpor~tion, publié le 16 juillet ~197a~ on forme uDe 3uspen~ion nqueuYa dc fibres f~ ;ante et de :partieules d'un poly~re ther~o~las~ique ~f9~r~1e~nt fluoré, on .. ~ a3plre la ~uspen310n ~ tr~vers 1~ eathoda njour~e pour y fl~po~er un di~phr~me fol~ d'un m~lan~c ~enGiblemen~ h-~o~2ne de~ fibre~
:15 d'a~iante et du polymf`~re, et on ch~uffe te diaphrag~c ~ haute te~-pérature, par e,~e~pla ~uparieure à 3004C, pour fondre 1Q polym~re et lui pe~ettre de lier les fibres d'a~iante entre elle~.
D2Q3 ce~ deu~ proccd~3 connus, on se heurte toutefois a la diffic~lt~ d'sssurer une adhércncc e~ficace du poly~re fcndu au~
fibre3 d'&miante. La mi9e en oeuvre du proc~d~ d~crit dans le ~-bre~et bel~e 80~ ~22 ~usdit ~e heurte ~ la di~ficulte suppl~entnire :d'a~urer unc dispersion hono~ne des p~rticule~ du polym~re dans la ~uspension aqueu6e d'~iante et de poly~lere~ :
Pour atténuer cet inco~venient, on ~uggere dano le bre~et bel~,e ~;~ 25 809 822 pr~cit~ d'ajoutcr un 6urfnceant ~ la suspen~ion aqueu~e d'ænian~e et de pol~ re. Bien qu'amélioran~ not8blemPnt 18 d;3per ~ibilite de~ pnrticulo~ du polym~r~ dans la fiu~p~noion aqucuoe et ~on ~dhreuce aux fibreo d'~innte, l'u~cgc d'un ournctent pré~ent~.
:~ toutefoio l'inconvonlnnt de ~onnor liou .~ une formntion l~portantc io d'ecu~e d~ns la cellulc nu d~but de ~ cctrDly3e~ principalo~ent :~ d&t~ 1~ ch~brc cathodiquo.
- L~ Dem~ndercase ~ ma~nton~nt trouvo qu'en utili3ant ~eD poly-n~rcn psrt5c~1icrD, Ll ~.Dt ponniblc d'obviar ~u~ ~nconv~nicntn pr~-cit~o dco proccdcs connus.
3S L'invention concerne den lor~ un proccd~ de fabric~ton d'un : .
- dl~phr4~me pe~m~blo pour ccllulc d'~lectrolyne dc solutiono flqucu~¢s d'h310~nureo de motaux alc~lin~, dnn~ lequel on formo une feuille compre~ant de~ fibre~ inor~nniqueo et un polymere sous for~e . -.
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aolide di~i~ee et on ch~uffe l~s feuille d~ m~ re ~ Xondre le polym~r~ 8~10~ l'inv~ntion, le polym~re e~t choi~i pasmi 1"8 polyélec~rol7ee3 i~oluble~ d~ns les ~olutions aqueuseA cl 'h310ge- ~
nure~ de ~e~au~ alcalins~ .
Dan~ le proc~d~ ~uivan~ 1 ' inveneion, le~ fibre~ ;norgnn;quea 80~1t choi~ en ~orte dc r~ tar ?~ l ' action c orro3ive des b~in~
:. d~81ectroly3e. Elle~ c~n~iqten~ avant~geu~mene en fibres d'~an-. ~ eQ~ telle~ que des ibres d'amiante chrysotile ou de~ ~ibre~ ~
d'ami~e ~phibole, ns~e~men~ de la crocidolite ou de l'anthophyl~ ~;
I lit~, On enteucl par polyelectrolyte, to~te 3ubstance polymer;que ~ui comprend des ~miees monomerique3 po~dant des ~roupes ionisables, sui~ant la d8fi~lition g~nbralesDent admise (l~ncyclopedi~ o Polymer Sci~acc and Technology, Vol.lO, p.783, 1969, John ~lley and Sons~. ~:~
Da~ cadre de l'invention~ on ueilise de pr~f~renc~ des polyacides, qu~ sont des poly~lectrolytes comportant tes ~roup~s -:~ acides qui, ea se di~soGiant, donnent nais~nce a de~ nnion~ ¦
polymerique~ (polynnions) et à de~ cations ~lementaires (contre~
ion3) tel~ qu~ de~ protons ou de~ cneio~ mo~ovalent~. ~ :
~e~ ex2mple~ d~ group~ acides qui peuv~t etre prPsents da~
les polyacide~ ~tili3~ble~ ~lon l'in~e~tlo~ so~t le~ groupe3 `
; ~ul~onique3 et phospho~iques. E~ g8~ral, on pr~rs utiliae~ de~ ;~
:, p~ly,acide~.po~ed~n~.d~ 0,l .~SOD ~at plu8 particul~rem~nt d~ 1 ~ :

2~, groupe~ scides puur lG0 atoms~ de carbone. !
De~ pol~acide~ qui con~iennen~ bl4n 80nt le~ polyacide~ carbo- :
que~ o~ lea ~oupeB ionisables sont des gro~pe~ carSosyl;que~.
Avant~eu3e~ent, ce3 p~lyacides comportent des u~it~s ~o~omerique c~mpre~nnt un ou plu~ieurs ~roupe~ c~rbo2yliques pouYa~t Qtra . dérivee~ d'acides carbo~ylique3 insatur~, tel~ que le~ acide~
30 acrylique, alpha-chloroacryllque, ~hacrylique, alpha-hydroxy- :~
~cryliqua et fumnriquQ, comportant jusqu~ di~ atome~ de c~rbone par mol~cule. ~8 ~eilleur~ resultat3 80nt obte~us avec les polyncide3 ~
compre~ant des unit8~ dérivce~ tc l'acide ~al$ique. ~:
~; ~n plu3 d'unit~ ~o~omPriques ca~boxyllque~ s pol~Jacide~ ~:
carbo~yl~qu~o dont l'utili~ation est pr~fer~e comportent avanta-, . ~: ' ,' ~'''''"' : ' ~,~i ~','` '' , - ., .

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gausemen~ des unites munom~riqueg ol~iniques deriv~e3 d'alpha-ole- ~:
fi~es ~on substituees csmprensnt de 2 ~ 10 atQmes te carbone, et de pr~erence de 2 ~ 6, ~ans leur molecule. ~ pre~erence, le3 poly-~cide~ carbo~ylique~ compor~ent au moin~ 50 % en poids de p2reilles uslit~3 ~onomeriques oléfinique~. Les m~illeurs r~ultat~ eont ob~e- ;
nus avec les polyacides caxbo~yliques ne comporta~t que pareilles unit~s mcnom~riques olefinique~ et deB uni~s monom~ri~ues c~box~-lique~ Comme exempls d'~lpha-ol~finas do~t les unités ~on~m~rique~
olefi~ques pewe~t être d~rivees, ~n psut citer l'ethyl~ne, le propyl~nQ, le but~ne-l, le 4-mé~hylpent~ne-1, eP l'octène-l. Parmi celles-ci~ le propyl~ne et plu5 encore l'éthyl~e 50nt ~out particu-li~rement avantag2~ c~r il~ c~ndui~ent ~ des polyacide~ carboxyli quea ~ bas point de usio~, C~n~e il e~t expos~ ci-des~us, les polyscide~ carbo~yliques utili~s de preferenc~ dans le procédé selon l'invention sont avan-tageu~a~ent des copolymère~ d'alpha-olefines non sub~tituées et de moncmères carboxyliques insatur~. Ce~ copolym~ses peuvent être du type ataei~tique, ~ blocs ou greffe~. Ces derniers, dont la cha me prinoipale ese de structure polyol~finique e~ le~ cha;nes lat~ralss portent de~ groupe~ c~rbo~yliques, ont 1~ pref~rence.
Bie~ que le~ polyacides c~rboxyliqu~s peuvent etre mis en oeuvre sous toute forme - et e~ particulLer la forme de sels - ~ I
ionl~able lor~ de l~ abr~cation de.d~a~hrag~e, on préPare le~ :
u~ er ~ou~ la ~orme d'aclde~ ou d'anh~dridos. ~::
1 25 De~ pQlymeres qui co~Yienneat partlculi~re~Rnt bien 90n~ le~
polyol~fine~ co~ten~nt de ~,3 a 1 2 e~ poid3 d~u~it~s ~ono~riques, notam~eut le polyéth~ e et le polypropyl~ne contenant da 033 %, de preerence de 0,5 ~ 0,7 ~ environ, d~anhydr~de maléique.
Dan~ le proc~dé 8uivant l'inve~tion, il convient d'incorporer la feuille une quantlt~ suffis~nte de poly~leetrolyte pour que ce ~ `
ternier pula~e ~'in~erpo~er entre le~ ~ibres inosga~i~u~s indivlduelle~ ~ :
et les 1~er e~ic~cament entre elles une foi9 ~o~du, de manicre ~
B~oppo~er a~nsi ~ un Eonflement du di~phra~me pend~nt 80n utilisatian dan~ u~e cellule d'~lec~rolyse. ~a qu~ntleé minimNm ~cessaire de polyélectrolyt,e d~pend de la n~ture du polyelec~r~lyte et peut être ;~
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ai~ment d~ter~i~ee par l'c~&rience. D'une ~ni2r~ gén~r310, on in¢orpore ~ la feu~lle du diaphrsgme au moi~ I Z, de pref~re~ce au ~oin~ 5 ~, en poids de pol~lectrolyte. Il e~t pr~fer~ble de ne pa~ ~.
depass2r 70 % en poid~ de poly~lectrolyte dans le dlaphrag~c, D'un ~: S m~niare g~nerale, on obtient d~ bona résulta~s e~ lncorporant dan~ ~:
ln feuille de pr~f~renco d~ 5 ~ ~0 ~ an po~d~ do poly~l~c$r~1yta.
~n varS~nt~ on peue au~ai incorporor, da~s ~a feuilI~ du dia-~ phragme, d'autres con3tituan~3 habituels d~s dlaphragm~ perméabl~s, : tels ~ue dea fibreJ or~niques ou des ~dditif~ d~stinés ~ conf~rer :~ 10 de~ propri~t~3 particuli~re~ au dl~phragme. Dan~ le ca~ particulier ; o~ 1~ proc~d~ ~.uivan~ nve~tion e~t applque ~ la abrication d'un ~:
diaphragme à b~e d'amlante, on p~ut par e~mple lui ~ncorporer, ~
tit~e d~add~tif, des par~leule~ de fer, d'oxyde te fer, de cuivre ou d~oxyd~ de cui~r2, comme decrit t2u~ l~ brevet bel$e 773 918 du 14 octobre 1~71, au nG~ d~ la De~a~deres~e.
: Suivsnt l1in~en~ion, le poly~lectrolyte peut etre incorpore`, da~s la feuille du di~phsa~me ~ou~ n'importe quelle fon~e solide divi~e, par e2emple ~ tat de particules ~elle~ que des gralDs, de~ pa~llette3 ou de~ fibres courtes. De pr~fere~ce, le.poly~lec-;, 20 trolyte egt ~ncorpor~ ~ous ~on~e de fibrilles.
On entend par fibrilles ~ne structure ~p~cifique c~nsist2nt en u~ a~re~at d~une ~ultitud~ d~ fila~Qnts tr~s t~.nùs, d7a8pect pelli~
culalre, connect~entre q~ de ~ani~re ~ fonmer un r~eau ~ridi-me~ ~nel, D'aspect floccnneux, le4 fibrilles ont une ~Orm8 oblon- :~
` 2S gue; leur longueur v~rie dQ 0,5 ~ 50 mm environ et leur dia~atre de -~i quelq~e~ microns ~ 5 ~m environ. Elles ~ont caract8rl~8e~ par une ~ :
.. surf~ce sp~cifique ~lev~e, ~up~rieure ~ 1 ~2/~ et mê~a, dan~ ~e~u- :
'~ coup d~ ca~, ~ 10 m2/g.
Le~ fibrilles de poly~lectrolyte ut~lisce~ conform~en~ ~ ce~t~
variante de l9invent~on peuvent ~tre fabriqu~e~ par tout proc~d8 ,. co~nu en soi, not~ment par ~ref~age d~unit~s ~om~rl~ues co~por- ~ -... .
ta~t dQs ~roup~8 ionisable~, sur des polym~re~ thermoplastlque~ et plua part~culiarement sur deg polyol~lne3 d~riv~e~ de l~thylane ou ` :~.
du propyl~ne. 0~ peut ut~ er avanta~eu8e~nt le proc~de d~crit 35 dan8 le brevet bclge ~47 491 du ~1 octobre 1976~ au n~m de la ,................ . .
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Demanderes~e, suivan~ lequel on gre~fe les unit~s mo~omlerique~
co~portant des sroupes ioni~able~ 6ur un polym2re thernopla~tique l'etat fondu da~3 un ~olvant, p~is on gOUmQ~ le ~l~nge de solvant et de poly~e grefe ~ une detente brusque, capable de pro~oquer 1Q
:~ 5 ~po~13~tio~ in~t2nt~nnée du ~olv~nt et la solidlflcation du - polyu~ra ~ ta~ t~ ~lbrlll~, Das3 1~ proc~d~ sulv~nt l'in~e~tion, la dur~e et la temp~ra~ure : du chauffage ~uquel on ~oumet la feullle dependent de la nature du poly~lectrolyte et d~ tat 80U~ lequel il est incorpor~ tana la ~ 10 feuille du dia~hragmeO ~lle~ doivent ê~re eholsie3 da mani~re qu';l : en resulee une fuaion sufisa~e du polyelac~roly~e pour que celul-ci e~rcbe par~ielle~ea~ le~ ~bres i~organique~ et le~ ~ouda entre ;: elle~. D'habitude, des eemp~rature~ cumprise~ entre 130 et 250C
suffS~ent de ~ ~e qus des dur~es c~mprise~ en~re I et 60 ~ nute3.
l5Le procede ~uiv~t llinvention s'appliquo indi~remmeat ~ la ;~
.~. fab~ication de diaphr~8~ec perm~able~ pr~form~s, obtenu3 par ~xemple suivant les technique~ papeti~re~, ainsi qu'~ la fabrlcation de dia-phra8~ ln ~itu sur un ~uppost ajoure (qui peut être, par e~e~pleg c~thode ajour~e d'une cellule ~ diaphra~e), en appliquant la :~
~0 tech~ique d~crite dan~ le brevet Etats-Uni~ I ~65 l52 au ~m d~
X.~9STUA~T, du 28 juin 1932, ou dana le'brevet ~tats-Unls 3 344 053 au nc~ de ~EIPERT et al~ du 4 ~i 1964.
Ai2~i, or~ peut f~briqusr u~Le~euille cohsrente p3ane, par exe~
pl~ suiva~t u~e technigue utili~8~ e~ papeterie, de fibre~ ~no~ga-:~ ~ 25 n;qua~ et de polyelectrolyte, par exe~ple BOU8 foml~ de fibri~les~ :~
~a ~euille e~t en~ui~a ~ssor~e, par e~semple par calandrage, séch~e, :~
puis chauff~e ~ u~e temperatu~e ~uffisa~t~ et durant u~ temp~ suf~
-; ~aue pour f~dre 1~ polyélactrolyte. ~: ;
SulvaQt u~e autra ~OXmB d~execution, on peut fabriquer une ~
30 ~euille de fikres inorganiques et de polyslectrolytQ sur un ~upport ~ :
. ~ ajour~ ~n ~splraD.t ~ tra~ers le support une su~pensio~ aqueuse de fibre~ inosganiqueo et de poiyélectrolyte, d~ msni~re ~ former un . feutre qui ~pouse les contour~ du 3upport ~jour~. De pr~férenee, on :-~ utilise un ~ilieu nqucux pour disper~er les fibres inor~anique~ et .~ 35 le poly~lectrolyte, qul conaiste svantageusemQnt en une solution , : , , :: - :: .. .... .. .

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, :' : ' : ; ' . ,,, ~ . , : ' ' ~queuse d'hydro:~Jde de 30dium; on utiliae de ~réferencc ur.c s~t~ure caustique obtanue p~r él~ctrol-y~e d'une saumure de chlorura de sodiu~ d~n~ unq ccllule ~ diaphra~e. Pour a~3urer une dispe 3ion effic~cc des fibre~ inorO~niqucs et du polyel~ctrolyte dans le ~i-5 lleu aqueux, on peut avant~3eusemen~ aou~ettre celui-cl 3 un b~tt~t~c -~pendant ~u'on y introduit les fibre~ et le pol~lectrolyte, en ut~
lis~n~ ~ cet e~fet 1P proced~et le di~positif decrits duns le brevet francais 2 308 70~ publié le 19 novembre 1976, au nom de la De~nderefise.
I ~ feuille ninsi obtenue est en~uite Dec~ e~ puis ch~ufee, sur ~on ~upport, ~ une te~p~rature suffi3ante et pendant un temp~ fiuffl~
nt pour fondre au uoins ~uperficiell~nt le pol7elcctrol~te, de ~niere ~ souder de la sorte le~ fibrc~ inor~aniques entre elle~
D.~ns cette for~e d'ex~cution prefer~e du procedé suivant l'in-vention, on utilise ~v~tnta$et~c~cnt lc polyelectrolytc ~oua ~or~ de~ibrilles.
Toutes nutrefi choses ~gnles, le choix, con~orme~ent ~ 1'invcn-tion, d'un polyelec~rolyt~ cc~e poly~ère dans le diaphra~e, .~meliore dans une lar~e mesure ~ 13 Eois " ho~oOeneite du diaphra~
me, sa st~bilite de fonme e~ de di~ènsions et son aptitudc ~ etre ~ouille par Ies ~lectrol7te3 aquet~ pendan~ 90n utilisation dens une cellu1e d'ælectrol~se. L'illvcn~ion prc~ente de la 30rte l'avant.~Oc d~ liorer 1~ perm~bilit~ de3 di~phr~grles. ~lle apporte par aillcurs l'~v3ntage apprecia~le de ne plu~ n~ce3sit~r de 3urfactant 25 pou~ 1~ fabric~tion de3 di~phr~%m~s et d'~viter de la sortc une ; ?~
~mi~ion d'~c~e dano les cellules d'6lectrolyse. ~fin~ elle n'l~lplique p~s le chau~fa~e dù diaphrn~me ~ dea temp~rnture~ ~-el¢v~e~
L'~nt~rat ~u proc~ clon l'invention vn ~p~rn;tro 1 la lcc~ure de~ exe~ples d'ap?lic~tion qui suiv~nt.
D.~n~ le~ cxe~ple3 d'application suivant~, on A proc~d~
quelquea e3aais d'~lcctrolyse d~n~ un~ cellule ~ clcctrodcs - `
vcrtlcales, ~épnr~es par un diaphra~e~ L'~node a consI~t~ cn une plnqu¢ cn titanc por~ant un r¢vct¢ment acti~ de cri~tau~ ~ixte3 constitu~ de 50 Z an poid~ de bioxyde de ruthenium et d~ 50 % ~n ~ ~ po~ds de bioxydc de titanæ0 ', . ' , : . . : ' '

3 ~ :

La cathode a consîat~ en un treillis d'acier doux do~t la face dispo~ee e~ reg2rd de l'~node a ét~ recouverte d'un dlaphra~me.
E~e~
On a spplique, aur la cathode de la cellule, un diaphrag~a fa briqué confor~eme~ au proc~d~ s~lon l'invention. A cet ~et, on a d'abord pr~p~r8 une suspena~on aqueu~e de fibres d'amiant~ chr7~ ~
sotile et de fibrille~ de poly~thylane greffe d'environ 0,6 Z d'an- ~ :
hydr~de mal~ique. Le3 ~ibrllles utili~ees avaient une longueur ne d~pu3sant p~ 2 ~m et l~ur ~ur~ac~ ~pecl~ique moyen~e ~ta~t egale ; 10 14 m2/g.
Pour pr~psr~r cettc ~u~p~nsion aqueuse, on a d'abord di6per~ :
200 g de fibrilleo d~n~ 70 1 d'u~e saucure alcaline contena~ appro-~i~ativement 8 X e~ poid~ d'hydroxyde de ~odium et 16 % on poid~ de chlorure ds sodium. On a en3uite ~oumis la dispersion r8~ultante ~ 15 une agitatlon penda~t 5 minute3, pui~ on y a disp~r~ 2 440 g : d'~mia~te et on a pour~uivi l'agitation pend~t 9 ~econcles. La suspensic~ homogène ai~i obeenue a en~uite 8~8 tilu~a jusqu'~ un volu~e globale de 525 1, par addition d'un compl~ent de saumure ~lcali~e.
~0 Apr~q formatio~ de la 6uspension aqulau3e de 18 ma~i~re decrite ;, ci-de~sus, on y a i~erge la cathode de 1,~ cellule et oa a aspire lsdi~a suspen~ian aq-eu~Q ~ travers le ~reilll~ de la cathode en crea~t une d~pre~ion r~guli~m~nt ~roii3~a~te ju~qu'i~ ~e valeur :~
corre~iponda~t apprc~im~tiv~me~t ~ une colonne de mercure te 500 mm~
.~ 25 pendant UnQ di~aine de ~iautes. ~a cathode a ensuite ~c~ ex~raite :1 de la ~u~pen~ion et le diaphragme a et~ successve~ent ~ch~ i~ 90C
,:~ pe~dEnt un~ heur~, pu~ chauf4~ a 160C pendisnt un~ heure, p~ur f~ndre les fibrilles.
~ ~e diaphrag~e obte~u ~ l'iasue du traitement pr~entai~ un ;. 30 grsmma~e égsl ~ t,42 kg/m2.
i................... Pour l'essai d'~lectrolyse, la distance anode-cathode a ete ~gl~e ~ 6 ~m.
On a procede, taDs la cellule9 ~ l~electrolyse d'u~e ~olution aqueu~e contena~ e~viron 250 ~ de chloru~e de ~odium p~r litre~
80C, sous une de~site te cour~nt i~nodique ~gale ~ 2 kA/m2. ~n a '' ,.' ~ .; . . . ,,, ,, , . ~ . . , ~
,, '. . : ,' . , . :.. . ' : ''. . . ' , .
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- g releYe, ~ bornes de la ~llule, une ~n~ion d'~l~ctroly3~ ~gale 3,~ V, et le rendem~nt ~n chlo~ de l'~lectroly~e ~8e ~levé ~ 93,5 ~ Z. La conscmmation d'~ner~ie, par tonn3 de chlore produit~7 a ~t~
;~ egale ~ 2 5~0 kl~.
.~ 5 ~ '.A titre co~paratif, ~n a r~péte l'es~al de l'exe~ple 1, msi3 en 1'.
om~ttant dSintroduls~ dcs fibrilles poly~ri~u~s dans la su3pen~ion aqueu~e d'amlante, utill3~0 pour fabrlquer le dlaphragmeO On ~ par :
.( ailleu~s suppr~ le trai~e~ent the~mlque ~ ~60C~
Pour l'es~al d'~lectrolyse, on a impo~ une dista~ce anode- !
sathode égale ~ 6 m~9 comme dans l'es~ai d~ l'exemple 1. D~ le .~ d~but de l'élQctrolyae, 1~ diaphrag~e ~ gonfl~ jusquta occuper la -; qua3i totalit~ d~ l'e~psce ~para~t l'snode de la cathode, de ~orte .
-........... qu'il a ~t~ i~pos~ible t~att~indre u~ ~tat de fonctionnem~nt :
15 stationnaire de la cellule. .
~' Exem~le 3 :--On a répét~ l'e3~ai de l'e~emple 2, msis en imposant cette ~oi~
, une dist~ce anode-cathode ~g~le ~ 1~ mm~ pour compen~er le gonfle~
.1 ~ent du disphra~me. On a relev~ les r~8ultat8 t'~lec~rolyse .`. 20 suivsnt~
~:. ten3ion 8UX bo~ne~ : 3,45 V
rendement de coura~ : g5,7 %
.. eon~ommation dl~énex~ie : 2 :726 ~h~t chlore.
.~`. Une co~pa~ai~o~ des r~sultat~ de l'ex~mple 1 (conforme ~ n~
ve~tio~) nvec ceu~ te~ e~emples 2 et 3 faat appara~^tre l~s~antage des diaphragmes ob~enus psr le proc~d~ 9uiva~ l'inve~ion en ce qu~
¢oncenne l'cncombreme~e e~ le rend~ment ~ner~tique des cellules tlelectrolyse.
Compare au proc de d~crit dsns:le brevet belge 809 822 pr~cit~
,, 30 1'UYemP1~ 1 mOnt~ en outre que dan~ le proc~de ~uivant l'invent~o~ `
1~ chauffa~e du diaphragme peut etre opere ~ une temperatur~ beau- -~
coup plu~ ba~e.
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Claims (10)

R E V E N D I C A T I O N S

1 - Procédé de fabrication d'un diaphragme perméable pour cel-lule d'électrolyse de solutions aqueuses d'halogénures de métaux alcalins, dans lequel on forme une feuille comprenant des fibres inorganiques et un polymère sous forme solide divisée et on chauffe la feuille de manière à fondre le polymère, caractérisé en ce que le polymère est choisi parmi les polyélectrolytes insolubles dans les solutions aqueuses d'halogénures de métaux alcalins.

2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un polyélectrolyte choisi parmi les polyacides possédant de 1 à 20 groupes acides pour 100 atomes de carbone.

3 - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un polyacide carboxylique comportant des unités monomériques dérivées d'acides carboxyliques insaturés comportant jusqu'à 10 atomes de carbone dans leur molécule.

4 - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un polyacide carboxylique comportant des unités dérivées de l'acide maléique.

5 - Procédé suivant la revendication 3 , caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un polyacide carboxylique comportant au moins 50 % en poids d'unités monomériques dérivées d'alpha-oléfines non substituées comprenant de 2 à 6 atomes de carbone dans leur molécule.

6 - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre comme polyacide carboxylique, un copolmère gref-fé de l'éthylène ou du propylène.

7 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on forme une feuille comprenant de 1 à 70% en poids de polyélectrolyte.

8 - Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que les fibres inorganiques sont des fibres d'amiante.

9 - Procédé suivant la revendication 1, 7 ou 8 , caractérisé en ce que l'on met eu oeuvre le polyélectrolyte sous forme de fibrilles.

10 - Procédé suivant la revendication 1, 7 ou 8 , caractérisé en ce que, pour former la feuille, on disperse les fibres inorganiques et le polyélectrolytes dans un milieu aqueux, et on filtre la suspension aqueuse résultante à travers un support ajouré du diaphragme.