Przedmiotem wynalazku jest wiec sposób wy¬ twarzania przepony z wlókien azbestowych i zy¬ wicy fluorowanej, w którym poklad wlókien jest formowany w znany sposób, wedlug wynalazku polega na tym, ze do pokladu wlókien azbesto¬ wych w pierwszej kolejnosci dodaje sie, miesza- jac na sucho, co najmniej jeden wypelniacz po czym w drugiej kolejnosci do powstalej w po¬ przedniej operacji mieszaniny dodaje sie bardzo powoli zagniatajac co najmniej jeden lateks zywi¬ cy fluorowanej, a nastepnie dodaje sie skladnik plastyfikujacy oraz wode po czym formuje sie przepone przez walcowanie, korzystnie tak otrzy¬ mana przepone poddaje sie jeszcze suszeniu i spie¬ kaniu.Stosowany azbest stanowi korzystnie chryzotyl, amozyt lub krokidolit/ Jako wypelniacz stosuje sie dowolny wypelniacz nieorganiczny lub organiczny. Zgodnie z wynalaz¬ kiem mozna stosowac szeroki zakres róznego uziar- nienia wypelniaczy. Rodzaj wypelniaczy uzaleznio¬ ny jest od zamierzonego zastosowania przepony oraz od wymaganych jej wlasciwosci.W przypadku wytwarzania przepon do elektroli¬ zy, stosuje sie wypelniacz tworzacy pory, taki jak weglan wapnia, • koloidalny tlenek glinowy, tlenki metali, lub podobny produkt, który moze byc usu¬ niety przy uzyciu rozpuszczalnika lub wyelimino¬ wany po zakonczeniu procesu ksztaltowania prze¬ pony. Korzystnie stosuje sie weglan wapnia skla¬ dajacy sie z czastek o srednicy wynoszacej srednio 50 [A.W pierwszym etapie, mieszanie dokonuje sie na sucho w ciagu 5—30 minut przy znacznych pred¬ kosciach obrotowych, na przyklad za pomoca szyb¬ kiego mieszalnika, którego predkosc obrotowa lo¬ patek wynosi co najmniej 800 obrotów/minute.W przypadku wytwarzania przepon do elektro¬ lizy, stosuje sie korzystnie lateks, którym jest la¬ teks czterofluoropolietylenu w zawiesinie wodnej w proporcji 50—60 czesci wagowych polimeru na 100 czesci wagowych lateksu. Mozna równiez sto¬ sowac inne lateksy z zywic fluorowanych, takie jak mieszanina czterofluoroetylenu, szesciofluoropro- pylenu, chlorofluoropolietylenu i inne.Zagniatanie prowadzi sie przy uzyciu zagniatarki o powolnym dzialaniu, której predkosc obrotów organu roboczego wynosi korzystnie ponizej 100 obrotów na minute.Zagniatanie to mozna polepszyc przez dodanie skladników plastyfikujacych, zwlaszcza olei, ta¬ kich jak oleje zawierajace zasade nieorganiczna wyekstrahowana z nafty, z dodatkiem skladników emulgujacych.Mieszanina wytworzona w trakcie drugiego eta¬ pu zawiera korzystnie, dla jednej czesci wagowej azbestu, 10—100 czesci wagowych wypelniacza, 1—100 czesci wagowych lateksu, 0,5—2 czesci wa¬ gowe skladnika plastyfikujacego oraz 1—20 czesci wagowychwody. • Formowanie przepony prowadzi sie korzystnie przez walcowanie miedzy co najmniej jedna "para walców cylindrycznych obracajacych sie z równa lub rózna predkoscia.Formowanie przepony moze byc ulatwione przez prowadzenie procesu w temperaturze nieco wyz- 40 45 50 55 605 96 937 6 szej niz temperatura otoczenia, korzystnie w tem¬ peraturze 30—80°C, w ciagu 1—15 minut.Spiekanie przepony prowadzi sie w temperatu¬ rze wyzszej niz temperatura topnienia krystalicz¬ nego polimeru fluorowanego, korzystnie w tempe¬ raturze podwyzszonej o 20—75°C. W przypadku stosowania lateksu z czterofluoropolietylenu, spie¬ kanie prowadzi sie w temperaturze 330—370°C, w ciagu 2—20 minut. W praktyce temperatura spiekania zalezna jest od czasu trwania spiekania. a takze od grubosci i skladu przepony.Skladnik tworzacy pory usuwa sie w prosty spo¬ sób przez zanurzenie przepony, po spieczeniu i ochlodzeniu, w roztworze wodnym zawierajacym w 100 czesciach wagowych 10-^25 czesci wagowych slabego kwasu, w ciagu co najmniej 24 godzin. Ko-t rzystnie stosuje sie roztwór kwasu octowego, któ¬ ry na 1000 czesci wagowych zawiera 250 czesci wa¬ gowych kwasu octowego i ewentualnie inhibitor korozji, taki jak fenylotiomocznik w ilosci 1—5 czesci wagowych. . „ Korzystnie przepone odgazowuje sie przez zanu¬ rzenie w kapieli alkoholu, takiego jak alkohol me¬ tylowy, ewentualnie pod zmniejszonym cisnieniem.Mozna oczywiscie uzyskac inne dalsze cechy cha¬ rakterystyczne przepony przez polaczenie wyzej opisanego sposobu z innymi technikami, polegaja- jcymi, na przyklad, na wzmocnieniu przepony przez nakladanie jej na siatke lub. tkanine, lub wyko¬ nanie struktur zlozonych, za pomoca kolejnego na¬ kladania kilku warstw mieszanin o róznym skla¬ dzie.Przepona uzyskana sposobem wedlug wynalazku charakteryzuje sie zwlaszcza w stanie nie mikro- ^porowatym, wysokim wspólczynnikiem zawartosci wypelniacza w stosunku do pozostalych skladni¬ ków, a zwlaszcza w stosunku do azbestu.Produkt ten zawiera korzystnie, dla kazdej cze¬ sci wagowej azbestu: 10—100 czesci wagowych co najmniej jednego wypelniacza, 1—100 czesci wa¬ gowych co najmniej jednego lateksu, 1—20 czesci wagowych wody, 0,5 — 2 czesci wagowe skladnika plastyfikujacego, przy czym stosunek masa wypelniacza wynosi korzystnie 1—25. masa lateksu+masa azbestu W stanie mikroporowatym, przepona wytworzo¬ na sposobem wedlug wynalazku odznacza sie znacz¬ nym wspólczynnikiem przepuszczalnosci oraz do¬ brymi wlasciwosciami mechanicznymi.W przypadku wytwarzania przepony zawieraja¬ cej jako lateks czterofluoropolietylen, a jako wy¬ pelniacz weglan wapnia, stwierdzono korzystnie wydluzenie wynoszace 1—200%, wytrzymalosc na rozerwanie 5—50 Kg/cmz, przy czym przy zasto¬ sowaniu przepon dla elektrolizy, mikroporowatosc wynosila 50—90°/o a opornosc wzgledna 1,5—10.Przedmiot wynalazku jest szczególowo wyjas¬ niony w nastepujacych przykladach sposobu wy¬ twarzania przepony.Przyklad I. Sposób wytwarzania przepony wedlug przykladu, polega na tym, ze w pierwszym etapie utworzono mieszanine zawierajaca 20 czesci wagowych azbestu typu chryzotyl, o dlugosci wló¬ kien 0,5—5 mm, gestosci 2,3—2,5 i srednicy. prze¬ cietnie 180 A, oraz 400 czesci wagowych weglanu wapnia znanego pod nazwa Calibrite 14 o sredni¬ cy czastek przecietnie 15—20^. Mieszanine poddano szybkiemu mieszaniu w ciagu 10 minut w mieszal- s niku Henschel typu FM, o pojemnosci 10 litrów, którego rotor byl wprawiany w ruch obrotowy z predkoscia 3800 obrotów/minute.Otrzymana mieszanine wprowadzono nastepnie do zagniatarki o powolnym dzialaniu typu Quittard io M5, której rotor byl wprawiany w ruch obrotowy z predkoscia 45 obrotów/minute.Do mieszaniny tej dodano nastepnie 100 czesci wagowych dyspergowanego lateksu z czterofluoro¬ polietylenu, zawierajacego 60 czesci wagowych po- limeru znanego pod nazwa handlowa Soreflon 60 typ III.Srednie wymiary czastek wynosily 0,20 [x. Do mieszaniny dodano równiez 21 czesci wagowych czynnika plastyfikujacego stanowiacego olej nie- organiczny, z dodatkiem czynnika emulgujacego, znanego pod nazwa Kutwell 40, po czym zagnia¬ tano w ciagu 2 minut. Otrzymany produkt formo¬ wano przez przepuszczenie w temperaturze 50°C, w ciagu 2 minut przez walcarke Lescuyer typu IGA, o dlugosci walca cylindrycznego 70 cm.Otrzymana przepone suszono w temperaturze 90°C, w ciagu dwóch godzin, a nastepnie w temperaturze 180°C w ciagu jednej godziny.Przyklad II. Sposób wytwarzania przepony prowadzono identycznie jak w przykladzie pierw¬ szym, z tym jednak, ze produkt koncowy nastep¬ nie spiekano w temperaturze 350°C, w ciagu 6 mi¬ nut.Przyklad III. Sposób wytwarzania przepony przebiegal identycznie jak w przykladzie drugim, z tym, ze nastepnie eliminowano wypelniacz wap¬ niowy przez zanurzenie otrzymanej przepony w ka¬ pieli 25% kwasu octowego, w ciagu 96 godzin.Przyklad IV. Proces wedlug tego przykladu 40 prowadzono w sposób jak w przykladzie trzecim, a nastepnie otrzymana przepone poddano obróbce odgazowania pod zmniejszonym cisnieniem 740 mm Hg, w ciagu 30 minut.Uzyskane wlasciwosci produktu koncowego 45 przedstawiono w ponizszej tablicy w której ozna¬ czono literami: RT — wytrzymalosc na rozciaga¬ nie wyrazona w Kg/cm2, A — wydluzenie przy rozerwaniu w °/o, przy *czym litera L oznaczono wartosc w kierunku wzdluznym a litera T — war- 50 tosc w kierunku poprzecznym, e — grubosc w mm, d — gestosc Tablica 1 Przy- 1 klady I II 111 IV RT L 8 43 34 37 T 18 17 19 A L 45 7,5 45 T 150 120 45 e 1,75 1,75 1,9 1,8 d 1,78 1,72 0,86 | 0,38 Podane przyklady wskazuja, ze w kazdym z nich uzyskano przepony o okreslonych charakterysty¬ kach, odpowiadajace róznym zastosowaniom, w gg zaleznosci od tego, czy wymagane bylo uzyskanie96 937 7 * 8 przepony mniej lub bardziej gestej, mniej lub bar¬ dziej sztywnej, mikroporowatej lub niemikroporo- watej.Przyklad V, VI, VII oraz VIII. Przyklady te odpowiadaja odpowiednio przykladom I—IV z tym jednak, ze czas zagniatania zostal zwiekszony i wy¬ nosil 4 minuty, a czas walcowania zostal zwiekszo¬ ny do 3 minut.Nizej podana tablica 2 przedstawia uzyskane wy¬ niki.Tablica 2 Przy¬ klady V VI VII VIII RT L 14 28* 29 40 T 6,5 28 22 ,5 A L 60 T 40 70 50 e 1,9 1,9 9,2 2 d 1,76 1,69 1,19 0,37 Przyklady te w porównaniu z przykladami po¬ przednimi przedstawiaja dalsze mozliwosci wyko¬ nania przepony sposobem wedlug wynalazku, umozliwiajacego wykorzystanie poszczególnych faz procesu w celu modyfikowania charakterystyk uzyskiwanego produktu.Podane dalej przyklady maja na celu uwidocz¬ nienie wlasciwosci przepon wytworzonych sposo¬ bem wedlug wynalazku, zastosowanych jako prze¬ pony w procesie elektrolizy.Przyklad IX. Przepone wytworzono w spo¬ sób podany w przykladach poprzednich, wykorzys¬ tano przy tym te same rodzaje azbestu, lateksu, wypelniacza, przy czym w tym przykladzie sklad¬ nik plastyfikujacy stanowil olej Kutwell 30 odpo¬ wiadajacy tej samej ogólnej definicji jak olej Ku¬ twell 40.Uzyto 800 czesci wagowych weglanu wapnia, 40 czesci wagowych azbestu, 200 czesci wagowych la¬ teksu zawierajacego 50°/o suchego ekstraktu, 39 czesci wagowych skladnika piastyfikujacego. Mie¬ szanie prowadzono w mieszalniku Henschel o pred¬ kosci obrotów rotora — 3800 obrotów/minute, w ciagu 10 minut, zagniatanie — w ciagu 2 minut w zagniatarce Quittard o predkosci obrotów ro¬ tora 35 obrotów/minute. Przepone uformowano na walcarce Lescuyer, w temperaturze 50°C, w cia¬ gu 2 minut, po czym wysuszono w temperaturze 100°C, w ciagu 2 godzin, a nastepnie poddano spie¬ kaniu w temperaturze 350°C, w ciagu 7 minut.Wypelniacz usunieto przez zanurzenie przepony w 25%-owym kwasie octowym w ciagu 48 godzin, a nastepnie przepone odgazowano pod zmniejszo¬ nym cisnieniem 75 cm Hg, w ciagu 2 godzin.Otrzymano przepone o nastepujacych charakte¬ rystykach: grubosc 1,67 mm, opornosc wzgledna 1,8, przenikalnosc 0,27 cms/minut x cm2. Jako opor¬ nosc wzgledna przyjeto stosunek opornosci srodo¬ wiska stanowiacego przepone nasycona elektroli¬ tem, do opornosci tego samego srodowiska stano¬ wiacego sam elektrolit. Przenikalnosc odpowiada ilosci solanki przenikajacej przez przepone w cia¬ gu minuty i na cm2 powierzchni przepony, pod obciazeniem 54 g.Przepone taka stosowano jako' przegrode poro¬ wata w elektrolizie roztworu chlorku sodu, w ko¬ morze typu prasy filtracyjnej z katoda zelazna i anoda metalowa odleglymi od siebie o 5 mm.Uzyskano nastepujace wyniki: gestosc 25 A/cm2, napiecie w komorze przy równowadze 3,47 V — po uplywie 150 godzin; sklad lugu byl nastepujacy: weglan sodu 125—130 g/l, chloran 0,8 — 1 g/l, obciazenie cieczy na przepone 4 cm wody.Przyklad X. W przykladzie tym przepone wytworzono identycznie jak w przykladzie po¬ przednim, przy czym proces walcowania uregulo¬ wano tak, ze uzyskano wieksza grubosc przepony to» jest 1,84 mm oraz mniejsza przenikalnosc, to jest. 0,08 ml/min. X cm2.Uzyskano nastepujace wyniki testu elektrolizy: gestosc pradu 25 A/dm2, napiecie przy równowadze 3,4 V, lug: weglan sodu 120 g/l,, chloran 0,4 — 0,5 g/l, obciazenie cieczy na przepone 15 cm wody.Przyklad XI. W przykladzie tym przepone wytworzono w sposób identyczny jak w przykla¬ dzie IX, z tym, ze uzyta mieszanina zawierala 10 czesci wagcwych azbestu zamiast 40. Uzyskano przepone o nastepujacych charakterystykach: gru¬ bosc 1,43 mm, opornosc wzgledna 1,7, przenikalnosc 0,24 cm8/min. X cm2.Uzyskano nastepujace wyniki testu elektrolizy: gestosc pradu 25 A/dm2, napiecie przy równowa¬ dze 3,13 V, lug: weglan sodu 125 g/l, chloran 0,8— 0,9 g/l, obciazenie cieczy na przepone 2 cm wcdy.Przyklad XII oraz XIII. W przykladach tych wytwarzanie przepon prowadzono w sposób iden^ tyczny jak w przykladach poprzednich, z tym je¬ dnak, ze mieszanina miala sklad nastepujacy: 500 czesci wagowych weglanu wapnia, 20 czesci wago¬ wych azbestu, 200 czesci wagowych lateksu zawie¬ rajacego 50% suchego ekstraktu, 25 czesci wago-- wyeh skladnika plastyfikujacegc. Uformowano prze¬ pony o grubosciach: w przykladzie XII — 1,43 mm i odpowiednio w przykladzie XIII — 2,63 mm.Uzyskano przepony o charakterystykach przed¬ stawionych w tablicy 3. % Tablica 3 Przyklady Opornosc wzgledna Przenikalnosc w cm8/min. X cm2 XII 2,8 0,15 XIII 3 0,08 | Uzyskane wyniki testu elektrolizy przedstawione w tablicy 4.Tablica 4 Przyklady Gestosc pradu w A/dm2 Napiecie równowagi w V Lug: weglan sodu (g/l) chloran (g/l) Obciazenie przepony w cm wody XII 3,04 120 0,4 6 XIII 3,63 ' 140-150 0,3 | Przyklad XIV. W przykladzie tym przepone wykonano w sposób identyczny jak w przykla- g5 dach poprzednich to jest XII i XIII —_z tym ze 40 55 609 96937 uformowano przepone o grubosci 1,51 mm, która poddano plukaniu, w temperaturze 3S0°C, w ciagu 11 minut.Uzyskano nastepujace charakterystyki membra¬ ny: opornosc wzgledna 4,1 przenikalnosc 0,18 cm3/min. X cm2.Wyniki testu elektrolizy byly nastepujace: ge¬ stosc pradu 25 A/dcm2, napiecie odpowiadajace równowadze 12,12 V, lug: weglan sodu 124 g/l, chloran 0,7 g/l, obciazenie przepony ciecza 7 cm wody.Przyklad XV. W tym przykladzie przepone wytworzono uzywajac mieszanki jak w przykla¬ dach poprzednich IX — XIV, przy czym zastoso¬ wano nastepujace parametry operacji: mieszanie 3800 obr/min w ciagu 10 minut, zagniatanie 45 obr./min. w ciagu 2 min. 15 sek. walcowanie w tem¬ peraturze 50°C, w ciagu 2 minut, suszenie w tem¬ peraturze 90°C, w ciagu 2 godzin, a nastepnie w temperaturze 180°C, w ciagu 2 godzin, spiekanie w temperaturze 365°C, w ciagu 3 minut, usuwanie wypelniacza nastepowalo przez zanurzenie przepo¬ ny w 24°/o kwasie octowym, w ciagu 90 godzin, odgazowanie odbywalo sie pod zmniejszonym cis¬ nieniem 740 mm Hg, w ciagu 90 minut, grubosc przepony wyniosla 1,94 mm. Otrzymano przepone 0 nastepujacych charakterystykach: opornosc wzgledna 2,8, przenikalnosc 0,14 cms/min. X cm2, przy czym uzyskano nastepujace wyniki testu elek¬ trolizy: gestosc pradu 25 A/dm2, napiecie przy równowadze 3,25 V, lug: weglan sodu 118 g/l, chlo¬ ran 0,9 g/l, obciazenie cieczy na przepone 2,8 cm wody.Przyklad XVI. W przykladzie tym przepone wytworzono w tych samych warunkach jak w przykladzie XV, z tym, ze weglan wapnia znany pod nazwa Calibrite 14 zastapiono weglanem wa¬ pnia znanym pod nazwa Omya/Ble o grubosci 1,55 mm. Uzyskano nastepujace charakterystyki przepony: opornosc wzgledna 2,2 przenikalnosc 0,10 cm3/min. X cm2, oraz nastepujace wyniki elek¬ trolizy: gestosc pradu 30 A/dm2, napiecie równo¬ wazne. 3,^5 V, lug: weglan sodu 122 g/l, chloran 1 g/l, obciazenie przepony ciecza 18 cm wody.Przyklad XVII. W przykladzie tym zastoso¬ wano mieszanine zawierajaca dwa wypelniacze o róznym uziarnieniu. Sklad mieszaniny: 320 cze¬ sci wagowych weglanu wapnia Calibrite 14, 80 czesci wagowych weglanu Omya-Ble, 20 czesci wa¬ gowych azbestu, 40 czesci wagowych skladnika plastyfikujacego. Pozostale parametry byly iden¬ tyczne jak w przykladzie XVI. Otrzymano mem¬ brane o nastepujacych charakterystykach: opor¬ nosc wzgledna 5,1, przenikalnosc 0,19 cm3/min. X X cm2.Wynik elektrolizy b*yl nastepujacy: gestosc pra¬ du 30 A/dm2, napiecie równowazne^ 3,42 V, lug: we¬ glan s'Odu 125 g/l, chloran 1 g/l, obciazenie prze¬ pony ciecza 11 cm wody.Przyklad XVIII. W przykladzie tym wyko¬ nano przepone ulozona na siatce ze stali galwa¬ nizowanej o srednicy drutu 0,25 mm, o nominal¬ nym oczku przepustowym 1,40 mm2, powierzchni uzytkowej 72%, ciezarze 460 g/m2.Uzyto mieszaniny o nastepujacym skladzie: 500 czesci wagowych weglanu Calibrite 14, 20 czesci wagowych azbestu, 100 czesci wagowych cztero- fluoropolietylenu, 25 czesci wagowych skladnika plastyfikujacego. Proces prowadzono w warunkach identycznych jak w przykladzie IX, z wyjatkiem spiekania, które prowadzono w temperaturze 385°C, w ciagu 15 minut.Otrzymano przepone o nastepujacych charakte¬ rystykach: opornosc wzgledna — Z,5, przenikal- io nosc 0,15 cm3/min. X cm2. Przepona; przy pominie¬ ciu wzmocnienia miala nastepujace charakterysty¬ ki mechaniczne: wytrzymalosc na; rozciaganie wzdluzne 16 Kg/cm2, poprzeczne 8 Kg/cm2, wydlu- ne 40%, poprzeczne 25%.Test elektrolizy dal nastepujace wyniki: gestosc pradu 30 A/dm2, napiecie przy równowadze 3,36 V, lug: weglan sodu 125 g/1 chloran 0,9 g/l, obciazenie przepony ciecza 20 cm wody.Przyklad XIX. W przykladzie- tym, odwrot- nie niz w przykladach poprzednich, oba cylindry walcarki byly wprawione w ruch obrotowy z róz¬ na predkoscia, jeden cylinder obracal sie z pred¬ koscia 1,2 razy wieksza od drugiego.Uzyto mieszanine o skladzie: 400 czesci wago- wyeh weglanu Calibrite 14, 20 czesci wagowych azbestu, 100 czesci wagowych czterofluoropoliety- lenu, 26 czesci wagowych skladnika plastyfikuja¬ cego, mieszanie prowadzono przy 3800 obr/min.. w ciagu 10 min., zagniatanie przy 45 obr/min., w ciagu 4 min., suszenie w temperaturze 90°C, w ciagu 2 godzin, walcowanie w temperaturze 50°C, w ciagu 4 min., spiekanie w temperaturze 350°C, w ciagu 6 min, wypelniacz usunieto £rzez zanu¬ rzenie przepony w 25% kwasie octowym, w ciagu 84 godzin, odgazowania dokonano pod zmniejszo¬ nym cisnieniem 750 mm Hg, w ciagu 30 min.Otrzymano membrane o nastepujacych charakte¬ rystykach: opornosc wzgledna 3,5, przenikalnosc 0,17 cm3/cm, X cm2. 40 Uzyskano nastepujace wyniki testu elektrolizy; gestosc wzgledna 30 A/dm2, napiecie równowazne 3,5 V, lug: weglan sodu 130—140 g/l, chloran 1 gA, obciazenie przepony ciecza 11 cm wody. PL