NO162122B - PROCEDURE TO INSTALL A IONE EXCHANGE MEMBRANE IN LECTROLYCLE CELLS. - Google Patents

Abstract

A method of installing an ion-exchange membrane in an electrolytic cell in which the membrane is expanded by stretching to increase the surface area per unit weight of the membrane and the expanded, stretched membrane is secured to the electrolytic cell or to a part thereof. The stretching is preferably effected at elevated temperature and the expansion produced by stretching may be <<locked>> into the membrane by cooling the expanded, stretched membrane to a lower temperature prior to installation of the membrane in the electrolytic cell.

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å installere This invention relates to a method of installing

en ionebyttermembran i en elektrolysecelle. an ion exchange membrane in an electrolytic cell.

Det er kjent elektrolyseceller omfattende flere anoder og katoder, hvor hver anode er skilt fra den tilliggende katode ved en ionebyttermembran som deler elektrolysecellen i et antall anode- og katodekammere. Anodekamrene i en slik celle er for- There are known electrolysis cells comprising several anodes and cathodes, where each anode is separated from the adjacent cathode by an ion exchange membrane which divides the electrolysis cell into a number of anode and cathode chambers. The anode chambers in such a cell are pre-

synt med midler for tilførsel av elektrolytt til cellen, hensiktsmessig fra en felles væskebeholder, og med midler for uttagning av elektrolyseprodukter fra cellen. På lignende måte er katodekamrene -i cellen forsynt med midler for uttagning av elektrolyseprodukter fra cellen og eventuelt med midler for tilførsel av vann eller annet fluidum til cellen. Elektrolysecellene kan være av den monopolare eller bipolare type. provided with means for supplying electrolyte to the cell, suitably from a common liquid container, and with means for removing electrolysis products from the cell. In a similar way, the cathode chambers in the cell are provided with means for removing electrolysis products from the cell and possibly with means for supplying water or other fluid to the cell. The electrolysis cells can be of the monopolar or bipolar type.

Eksempelvis kan elektrolyseceller av filterpressetypen omfatte et stort antall alternerende anoder og katoder, for eksempel 50 anoder alternerende med 50 katoder, skjønt cellen kan omfatte enda flere anoder og katoder, eksempelvis opp til 150 alternerende anoder og katoder. For example, electrolysis cells of the filter press type may comprise a large number of alternating anodes and cathodes, for example 50 anodes alternating with 50 cathodes, although the cell may comprise even more anodes and cathodes, for example up to 150 alternating anodes and cathodes.

I en slik elektrolysecelle er membranene i det vesentlige ugjennomtrengelige for væske, og under driften transporteres ioner, eksempelvis hydratiserte ioner, gjennom membranen mellom anode- In such an electrolysis cell, the membranes are essentially impermeable to liquid, and during operation ions, for example hydrated ions, are transported through the membrane between anode

og katodekamrene i cellen. Når en vandig alkalimetaliklorid-oppløsning elektrolyseres i en celle forsynt med kationebyttermembraner, blir oppløsningen således.innmatet i anodekamrene i cellen, og klor som dannes under elektrolysen og utmagret alkali-metallklorid-oppløsning uttas fra anodekamrene, alkalimetall- and the cathode chambers in the cell. When an aqueous alkali metal chloride solution is electrolysed in a cell equipped with cation exchange membranes, the solution is thus fed into the anode chambers of the cell, and chlorine formed during the electrolysis and depleted alkali metal chloride solution are withdrawn from the anode chambers, alkali metal

ioner transporteres gjennom membranene til katodekamrene i cellen, til hvilke vann eller fortynnet alkalimetallhydroksydoppløsning kan tilføres, og hydrogen og alkalimetallhydroksydoppløsning som dannes ved reaksjonen mellom alkalimetallioner og hydroksylioner, uttas fra katodekamrene i cellen. ions are transported through the membranes to the cathode chambers of the cell, to which water or dilute alkali metal hydroxide solution can be supplied, and hydrogen and alkali metal hydroxide solution formed by the reaction between alkali metal ions and hydroxyl ions are withdrawn from the cathode chambers of the cell.

Elektrolyseceller av den beskrevne type kan spesielt an- Electrolysis cells of the type described can particularly

vendes ved fremstilling av klor og natriumhydroksyd ved elektrolyse av vandig natriumkloridoppløsning. is reversed in the production of chlorine and sodium hydroxide by electrolysis of aqueous sodium chloride solution.

I en slik celle er membranen festet til cellen, eksempelvis In such a cell, the membrane is attached to the cell, for example

ved fast-klemming mellom pakninger. Det er ønskelig at membranen installeres i cellen i en stram tilstand, og at membranen forblir i en hovedsakelig stram tilstand når elektrolytt innføres i cellen og under cellens drift. Hvis en membran installeres i en elektrolyse-celle i en tørr tilstand og monteres stramt i denne, finner by firm clamping between gaskets. It is desirable that the membrane be installed in the cell in a tight condition, and that the membrane remain in a substantially tight condition when electrolyte is introduced into the cell and during operation of the cell. If a membrane is installed in an electrolysis cell in a dry state and fitted tightly in it, finds

man imidlertid at når elektrolytt kommer i kontakt med membranen i cellen, sveller membranen og ekspanderer og blir slakk og kan endog bli rynket. Dette kan medføre ujevn avgivelse av gass og en økning i cellespenningen. Dette er en spesiell ulempe når cellen er konstruert for drift ved liten, eller ingen, anode-katode-avstand. however, when electrolyte comes into contact with the membrane in the cell, the membrane swells and expands and becomes loose and can even be wrinkled. This can cause an uneven release of gas and an increase in the cell voltage. This is a particular disadvantage when the cell is designed for operation with little, or no, anode-cathode distance.

For å redusere dette problem med svelling av membranen i bruk er det blitt foreslått å la membranen svelle på forhånd før den installeres i en elektrolysecelle, for eksempel ved at membranen legges i vann, i en vandig natriumkloridoppløsning eller i en vandig natriumhydroksydoppløsning. Ideelt bør membranen forhånds-svelles i omtrent samme grad som den i hvilken en tørr membran ville svelles ved kontakt med elektrolytten i elektrolysecellen. In order to reduce this problem of swelling of the membrane in use, it has been proposed to allow the membrane to swell in advance before it is installed in an electrolysis cell, for example by placing the membrane in water, in an aqueous sodium chloride solution or in an aqueous sodium hydroxide solution. Ideally, the membrane should be pre-swollen to approximately the same extent as a dry membrane would swell upon contact with the electrolyte in the electrolysis cell.

I US-patent nr. 4 000 057 er det beskrevet forhåndssvelling av en membran før membranen installeres i en elektrolysecelle, ved hvilken fremgangsmåte membranen bringes i kontakt med et væskeformig medium i hvilket membranen oppviser en hovedsakelig flat ekspansjon-mot-tid-kurve i minst 4 timer etter at membranen er brakt i kontakt med det væskeformige medium. Egnede væskeformige medier innbefatter eksempelvis vandige oppløsninger av etylenglykol, glycerol og høyere fettalkoholer. US Patent No. 4,000,057 describes pre-swelling of a membrane before the membrane is installed in an electrolysis cell, by which method the membrane is brought into contact with a liquid medium in which the membrane exhibits a substantially flat expansion-versus-time curve for at least 4 hours after the membrane has been brought into contact with the liquid medium. Suitable liquid media include, for example, aqueous solutions of ethylene glycol, glycerol and higher fatty alcohols.

US-patent 4 124 477 beskriver forhåndsekspandering av ione-byttermembraner, hvor en membran nedsenkes i kokende vann i 1-4 timer, membranen plasseres på en ramme som har omtrentlig de samme dimensjoner som den anode på hvilken membranen skal monteres, idet membranen strekkes diagonalt og festes ved rammens hjørner, hvoretter membranens sider strekkes og festes til rammens sider. Den ekspansjon som membranen undergår, er imidlertid den som følger av behandlingen i kokende vann; "strekkingen" er bare en vanlig tilstramming under monteringen av membranen. US patent 4,124,477 describes the pre-expansion of ion-exchange membranes, where a membrane is immersed in boiling water for 1-4 hours, the membrane is placed on a frame that has approximately the same dimensions as the anode on which the membrane is to be mounted, the membrane being stretched diagonally and fixed at the frame's corners, after which the sides of the membrane are stretched and fixed to the sides of the frame. The expansion which the membrane undergoes, however, is that which results from the treatment in boiling water; the "stretching" is just a normal tightening during the assembly of the membrane.

Skjønt de ovenfornevnte fremgangsmåter er til hjelp når det gjelder å overvinne problemet med svelling av en membran når Although the above methods are helpful in overcoming the problem of swelling of a membrane when

,y membranen bringes i kontakt med elektrolytt i en elektrolysecelle, ,y the membrane is brought into contact with electrolyte in an electrolytic cell,

lider de i seg selv av vesentlige ulemper. Således er de på forhånd oppsvellede membraner våte og forblir våte under installer-ingen i elektrolysecellen og er derfor vanskelige å håndtere. Spesielle forholdsregler ved håndteringen må taes, for eksempel når membranen er blitt forhåndsoppsvellet ved kontakt med en they themselves suffer from significant disadvantages. Thus, the pre-swollen membranes are wet and remain wet during installation in the electrolysis cell and are therefore difficult to handle. Special precautions must be taken when handling, for example when the membrane has been pre-swollen by contact with a

korrosiv væske, eksempelvis i en oppløsning av kaustisk soda. Vanskeligheter kan også gjøre seg gjeldende når den våte membran skal monteres i elektrolysecellen på en lekkasjefri måte, for eksempel mellom et par pakninger. corrosive liquid, for example in a solution of caustic soda. Difficulties can also arise when the wet membrane is to be mounted in the electrolysis cell in a leak-free manner, for example between a pair of gaskets.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til å installere en ionebyttermembran i en elektrolysecelle, hvilken fremgangsmåte ikke lider av ovennevnte ulemper. Fremgangsmåten med foretrukne utførelsesformer er angitt i kravene, og det vises til disse. The present invention relates to a method for installing an ion exchange membrane in an electrolysis cell, which method does not suffer from the above-mentioned disadvantages. The method of preferred embodiments is set forth in the claims and reference is made to them.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir ionebyttermembranen i form av et ark eller en film ekspandert ved strekking slik at overflatearealet av membranen pr. membran-vektenhet økes. In the method according to the invention, the ion exchange membrane in the form of a sheet or a film is expanded by stretching so that the surface area of the membrane per membrane weight unit is increased.

Denne ekspansjon av membranen er ikke avhengig av anvendelse av et væskeformig medium for svelling og ekspandering av membranen. Ekspansjonen ved strekking blir i alminnelighet utført, og utføres fortrinnsvis, under anvendelse av en tørr membran, hvorved man unngår de betydelige ulemper som er forbundet med bruk av et væskeformig medium. Videre blir ekspansjonen ikke utført bare ved at man presser membranen ved forhøyet trykk og temperatur. This expansion of the membrane does not depend on the use of a liquid medium for swelling and expanding the membrane. The expansion by stretching is generally carried out, and preferably carried out, using a dry membrane, thereby avoiding the significant disadvantages associated with the use of a liquid medium. Furthermore, the expansion is not carried out simply by pressing the membrane at elevated pressure and temperature.

Strekkingen av membranen bør utføres med forsiktighet slik at membranen ikke revner. Anvendelse av forhøyet temperatur under strekkingen av membranen er til stor hjelp når det gjelder å unngå at membranen revner. The stretching of the membrane should be carried out with care so that the membrane does not tear. The use of elevated temperature during the stretching of the membrane is of great help when it comes to preventing the membrane from cracking.

En foretrukken utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte omfatter oppvarmning av ionebyttermembranen til en forhøyet temperatur, strekking av membranen ved den forhøyede temperatur og festing av den ekspanderte strukne membran i elektrolysecellen eller til en del av elektrolysecellen. A preferred embodiment of the present method comprises heating the ion exchange membrane to an elevated temperature, stretching the membrane at the elevated temperature and attaching the expanded stretched membrane to the electrolysis cell or to a part of the electrolysis cell.

Det er ennvidere foretrukket å strekke membranen ved forhøyet temperatur og å kjøle membranen til en lavere temperatur, eksempelvis til en temperatur ved eller nær omgivelsestemperatur, mens membranen holdes i den ekspanderte strukne tilstand, og deretter å feste den ekspanderte strukne membran i elektrolysecellen eller til en del derav. It is further preferred to stretch the membrane at an elevated temperature and to cool the membrane to a lower temperature, for example to a temperature at or near ambient temperature, while the membrane is kept in the expanded stretched state, and then to attach the expanded stretched membrane to the electrolysis cell or to a part thereof.

Strekkingen kan eksempelvis utføres ved at membranen føres rundt og mellom valser som roterer med forskjellige periferi-hastigheter, og den ekspanderte, strukne membran kan kjøles til en lavere temperatur. Alternativt kan membranen strekkes ved The stretching can be carried out, for example, by passing the membrane around and between rollers that rotate at different peripheral speeds, and the expanded, stretched membrane can be cooled to a lower temperature. Alternatively, the membrane can be stretched by

utøvelse av en strekkende kraft på motsatte kanter av membranen, exerting a stretching force on opposite edges of the membrane,

og den ekspanderte strukne membran kan kjøles til en lavere temperatur. Strekkingen av membranen kan utføres i en strekke-ramme eller maskin. and the expanded stretched membrane can be cooled to a lower temperature. The stretching of the membrane can be carried out in a stretching frame or machine.

Membranen kan strekkes uniaksialt eller biaksialt. Biaksial strekking kan utføres i to retninger samtidig eller etter hverandre. The membrane can be stretched uniaxially or biaxially. Biaxial stretching can be carried out in two directions simultaneously or one after the other.

Når membranen strekkes uniaksialt, kan strimler av et relativt stivt materiale festes til motstående kanter av membranen slik at kontraksjon av membranen i en retning tvers på den i hvilken membranen strekkes, hindres. When the membrane is stretched uniaxially, strips of a relatively rigid material can be attached to opposite edges of the membrane so that contraction of the membrane in a direction transverse to that in which the membrane is stretched is prevented.

Når membranen strekkes, eksempelvis ved forhøyet temperatur, og spesielt når membranen deretter kjøles til en lavere temperatur, eksempelvis ved eller nær omgivelsestemperatur, mens membranen holdes i den ekspanderte strukne tilstand, vil i det minste en del av den ekspansjonn av membranen som utvirkes ved strekkingen, "låses" i membranen. Når den ekspanderte strukne membran installeres i en elektrolysecelle og festes i denne, og membranen bringes i kontakt med en elektrolytt, særlig ved en forhøyet temperatur, eksempelvis med vandig alkalimetallklorid-oppløsning ved en temperatur som kan være så høy som 95°C, i en klcr-alkali-celle, vil den ekspansjon som er "låst" i membranen, frigis eller delvis frigis, og membranen har tendens til å strekke seg sammen til sin opprinnelige tilstand, skjønt membranen selvsagt holdes på plass i elektrolysecellen. Denne tendens til sammentrekning motvirkes av den ekspansjon av membranen som bevirkes av den svelling som følger av at membranen kommer i kontakt med elektrolytten, med det resultat at membranen installert i elektrolyse-cellen holdes stram og ikke blir rynket under bruken. When the membrane is stretched, for example at an elevated temperature, and especially when the membrane is then cooled to a lower temperature, for example at or near ambient temperature, while the membrane is kept in the expanded stretched state, at least part of the expansion of the membrane that is produced by the stretching will , is "locked" in the membrane. When the expanded stretched membrane is installed in an electrolytic cell and fixed therein, and the membrane is brought into contact with an electrolyte, particularly at an elevated temperature, for example with aqueous alkali metal chloride solution at a temperature which may be as high as 95°C, in a klcr-alkali cell, the expansion that is "locked" in the membrane will be released or partially released, and the membrane tends to contract to its original state, although the membrane is of course held in place in the electrolytic cell. This tendency to contraction is counteracted by the expansion of the membrane caused by the swelling resulting from the membrane coming into contact with the electrolyte, with the result that the membrane installed in the electrolytic cell is kept taut and does not wrinkle during use.

Det foretrekkes at den grad av ekspansjon som utføres ved strekking, bør være omtrent den samme som eller større enn den ekspansjon som bevirkes av sveilingen av membranen ved kontakt med elektrolytten i elektrolyse-cellen, slik at membranen, når den bringes i kontakt med elektrolytten, forblir stram i cellen. Noen fordel vil imidlertid oppnås selv om den grad av ekspansjon som utføres ved strekkingen, er noe mindre enn den ekspansjon som forårsakes av svelling av membranen ved kontakt med elektrolytten. En hensiktsmessig grad av ekspansjon som skal utføres ved strekking, kan bestemmes ved enkle forsøk. It is preferred that the degree of expansion effected by stretching should be approximately the same as or greater than the expansion effected by the coiling of the membrane in contact with the electrolyte in the electrolysis cell, so that the membrane, when brought into contact with the electrolyte, remains tight in the cell. However, some advantage will be obtained even if the degree of expansion effected by the stretching is somewhat less than the expansion caused by swelling of the membrane on contact with the electrolyte. An appropriate degree of expansion to be carried out by stretching can be determined by simple experiments.

Membranens ekspansjon ved strekking kan være stor, eksempelvis minst 50 %, eller minst 100 %, eller endog en tidobbelt økning eller mer i overflatearealet pr. vektenhet av membranen. Når en betydelig grad av strekking utføres, vil ytterligere i fordeler oppnåes. Når en stor ekspansjon av membranen er blitt utført ved strekking, vil således membranen i en elektrolysecelle resultere i en lavere driftsspenning, med derav følgende besparelser i energiomkostninger. Dessuten kan elektrolyseproduktene fremstilles med et høyere strømutbytte. The expansion of the membrane during stretching can be large, for example at least 50%, or at least 100%, or even a tenfold increase or more in the surface area per unit weight of the membrane. When a significant amount of stretching is performed, further benefits will be achieved. When a large expansion of the membrane has been carried out by stretching, the membrane in an electrolysis cell will thus result in a lower operating voltage, with consequent savings in energy costs. In addition, the electrolysis products can be produced with a higher current yield.

For at mesteparten av den ekspansjon av membranen som utføres ved strekking, kan bli "låst" i membranen, kan denne kjøles fra en forhøyet temperatur til en lavere temperatur mens membranen holdes i den ekspanderte strukne tilstand. Når en slik membran anvendes i en elektrolysecelle, kan imidlertid den kontraksjon av membranen som finner =ted når membranen bringes i kontakt med elektrolytt ved forhøyet temperatur, være meget større enn den ekspansjon som bevirkes av svelling av membranen ved kontakt med elektrolytt, og membranen kan ha tendens til å revne. Hvorvidt den vil ha en tendens til å revne, vil selvsagt avhenge av graden av den ekspansjon av membranen som utføres ved strekking. In order that most of the expansion of the membrane which is carried out by stretching can be "locked" in the membrane, it can be cooled from an elevated temperature to a lower temperature while the membrane is kept in the expanded stretched state. When such a membrane is used in an electrolytic cell, however, the contraction of the membrane that occurs when the membrane is brought into contact with electrolyte at an elevated temperature can be much greater than the expansion caused by swelling of the membrane in contact with electrolyte, and the membrane can tend to crack. Whether it will have a tendency to tear will of course depend on the degree of expansion of the membrane which is carried out by stretching.

Når den grad av ekspansjon av membranen som utføres ved strekking, er betydelig, for eksempel i den hensikt å fremstille en membran som har et sterkt øket overflateareal pr. vektenhet, og som således kan anvendes ved en betydelig redusert spenning i en elektrolysecelle, blir den ekspanderte strukne membran fortrinnsvis varmebehandlet ved forhøyet temperatur og deretter kjølt til en lavere temperatur. På denne måte kan tilstrekkelig ekspansjon "låses" i membranen til at membranen bibeholdes stram og ikke-rynket under bruken i en elektrolysecelle, og videre kan en even-tuell tendens hos membranen til å revne under bruken, elimineres. When the degree of expansion of the membrane which is carried out by stretching is significant, for example with the intention of producing a membrane which has a greatly increased surface area per unit of weight, and which can thus be used at a significantly reduced voltage in an electrolysis cell, the expanded stretched membrane is preferably heat-treated at an elevated temperature and then cooled to a lower temperature. In this way, sufficient expansion can be "locked" in the membrane so that the membrane remains taut and unwrinkled during use in an electrolysis cell, and furthermore any tendency of the membrane to tear during use can be eliminated.

Den membran som utsettes for ekspansjon ved strekking, vil i alminnelighet være i form av en film og kan eksempelvis ha en tykkelse i området 0,2-2 mm. The membrane which is subjected to expansion during stretching will generally be in the form of a film and can, for example, have a thickness in the range of 0.2-2 mm.

Skjønt meget tynne membraner kan fremstilles ved strekking, bør den ekspanderte strukne membran ikke være så tynn at den er sterkt utsatt for å skades når den anvendes i en elektrolysecelle. I alminnelighet vil den ekspanderte strukne membran ha en tykkelse på minst 0,02 mm, fortrinnsvis minst 0,1 mm. Although very thin membranes can be produced by stretching, the expanded stretched membrane should not be so thin that it is highly susceptible to damage when used in an electrolytic cell. In general, the expanded stretched membrane will have a thickness of at least 0.02 mm, preferably at least 0.1 mm.

Den forhøyede temperatur ved hvilken strekkingen av membranen utføres, vil avhenge av membranens natur. Den vil imidlertid vanligvis være over 4 0°C, fortrinnsvis over 55°C. En hensiktsmessig temperatur til bruk ved en gitt membran kan velges på grunnlag åv enkle forsøk. Temperaturen bør ikke være så høy at den organiske polymer i membranen smelter eller nedbrytes i betydelig grad. I alminnelighet vil den forhøyede temperatur ved hvilken strekkingen utføres, ikke være over 150°C. The elevated temperature at which the stretching of the membrane is carried out will depend on the nature of the membrane. However, it will usually be above 40°C, preferably above 55°C. An appropriate temperature for use with a given membrane can be chosen on the basis of simple experiments. The temperature should not be so high that the organic polymer in the membrane melts or degrades to a significant extent. In general, the elevated temperature at which the stretching is carried out will not exceed 150°C.

Når den ekspanderte strukne membran varmebehandles, kan behandlingstemperaturen være den samme som eller nær den for-høyede temperatur ved hvilken membranen strekkes. Varmebe-handlingstemperaturen kan- være høyere enn den temperatur ved hvilken strekkingen utføres. Den tid i hvilken den ekspanderte strukne membran varmebehandles, vil bestemme den grad av membran-ekspansjon som "låses" i membranen når membranen senere kjøles til en lavere temperatur; jo lengre denne varmebehandlingstid er, desto mindre vil den grad av ekspansjon som bibeholdes "låst" i membranene være. I alminnelighet vil varmebehandlingstiden være minst 1 minutt, men den vil vanligvis ikke være mer enn 5 timer. When the expanded stretched membrane is heat treated, the treatment temperature may be the same as or close to the elevated temperature at which the membrane is stretched. The heat treatment temperature can be higher than the temperature at which the stretching is carried out. The time during which the expanded stretched membrane is heat treated will determine the degree of membrane expansion that is "locked" in the membrane when the membrane is later cooled to a lower temperature; the longer this heat treatment time is, the less will be the degree of expansion that is retained "locked" in the membranes. In general, the heat treatment time will be at least 1 minute, but it will usually not be more than 5 hours.

Den lavere temperatur til hvilken membranen kan kjøles, vil være en temperatur ved hvilken membranen ikke relakserer hurtig når den hindrende kraft, hvis sådan anvendes, fjernes fra membranen. Det er mest hensiktsmessig å kjøle membranen til en temperatur som ligger ved eller nær omgivelsestemperatur. The lower temperature to which the membrane can be cooled will be a temperature at which the membrane does not relax rapidly when the restraining force, if applied, is removed from the membrane. It is most appropriate to cool the membrane to a temperature that is at or close to ambient temperature.

Ifølge en ytterligere utførelsesform, som er spesielt hensiktsmessig når membranen skal ekspanderes i en betydelig grad ved strekking, strekkes membranen ved forhøyet temperatur, membranen kjøles til en lavere temperatur, eksempelvis til en temperatur ved eller nær omgivelsestemperatur, mens membranen holdes i den ekspanderte strukne tilstand, og trinnene omfattende ekspandering ved strekking ved forhøyet temperatur og kjøling gjentas i det minste en gang. På denne måte kan den ønskede grad av membran-ekspansjon utføres ved strekking i flere trinn, According to a further embodiment, which is particularly suitable when the membrane is to be expanded to a significant extent by stretching, the membrane is stretched at an elevated temperature, the membrane is cooled to a lower temperature, for example to a temperature at or close to ambient temperature, while the membrane is kept in the expanded stretched state , and the steps comprising expansion by stretching at elevated temperature and cooling are repeated at least once. In this way, the desired degree of membrane expansion can be carried out by stretching in several stages,

og det er minsket mulighet for at membranen skades, eksempelvis revner, under strekkingen. and there is a reduced possibility of the membrane being damaged, for example cracking, during stretching.

Ionebyttermembranen er fortrinnsvis en kationebyttermembran inneholdende:-sure grupper eller derivater derav som kan omdannes til sure grupper. For å tilveiebringe motstand mot det korrosive miljø som gjør seg gjeldende i mange elektrolyseceller, spesielt i kloralkaliceller, anvendes det som membran-materiale fortrinnsvis en fluor-polymer, mer foretrukket en perfluor-polymer, inneholdende slike sure grupper eller derivater derav. The ion exchange membrane is preferably a cation exchange membrane containing: -acidic groups or derivatives thereof which can be converted into acidic groups. In order to provide resistance to the corrosive environment that occurs in many electrolysis cells, especially in chloralkali cells, a fluorine polymer, more preferably a perfluorine polymer, containing such acidic groups or derivatives thereof is used as membrane material.

Egnede sure grupper innbefatter sulfonsyre-, karboksylsyre-, eller fosfonsyre-grupper. Membranen kan inneholde to eller flere forskjellige sure grupper. Egnede derivater av de sure grupper innbefatter salter av slike grupper, eksempelvis metallsalter, spesielt alkalimetallsalter. Egnede derivater innbefatter særlig derivater som kan omdannes til sure grupper ved hydrolyse, for eksempel sure halogenid-grupper, eksempelvis - SC^F og -COF, nitril-grupper, - CN, syreamid-grupper, - CONR2, hvor R er H Suitable acidic groups include sulphonic acid, carboxylic acid or phosphonic acid groups. The membrane may contain two or more different acidic groups. Suitable derivatives of the acidic groups include salts of such groups, for example metal salts, especially alkali metal salts. Suitable derivatives include in particular derivatives which can be converted into acidic groups by hydrolysis, for example acidic halide groups, for example - SC^F and -COF, nitrile groups, - CN, acid amide groups, - CONR2, where R is H

eller alkyl, og syre-ester-grupper, eksempelvis - COOR, hvor R or alkyl, and acid-ester groups, for example - COOR, where R

er en alkylgruppe. is an alkyl group.

Egnede kationebyttermembraner er de som er beskrevet i eksempelvis i britiske patenter nr. 1 184 321, 1 402 920, 1 406 673, 1 455 070, 1 497 748, 1 497 749, 1 518 387 og 1 531 068. Suitable cation exchange membranes are those described in, for example, British patents no. 1 184 321, 1 402 920, 1 406 673, 1 455 070, 1 497 748, 1 497 749, 1 518 387 and 1 531 068.

Fortrinnsvis anvendes membraner som inneholder derivater av sure grupper som kan omdannes til ionebytter-grupper ved hydrolyse, da membraner som inneholder slike grupper, vanligvis er mer mottagelige for strekking. Når membranen eksempelvis er en fluor-polymer inneholdende karboksylsyre-grupper som ionebytter-grupper, foretrekker man å strekke membranen i en form i hvilken karboksylsyregruppene er i esterformen, for eksempel i form av en metylester. Membranes containing derivatives of acidic groups which can be converted into ion exchange groups by hydrolysis are preferably used, as membranes which contain such groups are usually more susceptible to stretching. When the membrane is, for example, a fluoropolymer containing carboxylic acid groups as ion exchange groups, it is preferred to stretch the membrane in a form in which the carboxylic acid groups are in the ester form, for example in the form of a methyl ester.

Når membranen inneholder grupper som kan omdannes til ionebytter-grupper ved hydrolyse, kan hydrolysen eksempelvis utføres ved at membranen bringes i kontakt med vandig alkalimetall-hydroksydoppløsning, for eksempel med vandig natriumhydroksyd-oppløsning. Da membranen kan ha tendens til å svelle ved hydrolysen, foretrekker man å utføre hydrolysen etter at den ekspanderte strukne membran er festet til elektrolyse-cellen eller til en del av denne. When the membrane contains groups that can be converted into ion exchange groups by hydrolysis, the hydrolysis can be carried out, for example, by bringing the membrane into contact with an aqueous alkali metal hydroxide solution, for example with an aqueous sodium hydroxide solution. As the membrane can tend to swell during the hydrolysis, it is preferred to carry out the hydrolysis after the expanded stretched membrane has been attached to the electrolysis cell or to a part thereof.

Membranen kan forsterkes, for eksempel med et nett av en fluorpolymer, skjønt slike forsterkede membraner ikke foretrekkes, da vanskeligheter kan oppstå ved strekking av det forsterkende nett. Membranen kan være i form av et laminat, eller den kan være belagt med elektrode- eller ikke-elektrode-materialer. The membrane can be reinforced, for example with a net of a fluoropolymer, although such reinforced membranes are not preferred, as difficulties can arise when stretching the reinforcing net. The membrane can be in the form of a laminate, or it can be coated with electrode or non-electrode materials.

Den ekspanderte strukne ionebyttermembran festes i elektrolyse-cellen eller til en del av elektrolysecellen. Når membranen er ekspandert ved strekking ved forhøyet temperatur, kan den festes i elektrolysecellen eller til en del av denne mens den er ved den forhøyede temperatur. Da den ekspanderte strukne membran imidlertid vil ha tendens til å kjølne ned mot omgivelsestemperatur og således trekke seg sammen under denne feste-prosedyre, foretrekkes det at ekspansjonen "låses" i membranen før membranen festes i elektrolyse-cellen eller til en del av denne. Man foretrekker således å ekspandere ionebyttermembranen ved strekking ved forhøyet temperatur og å holde membranen i den ekspanderte strukne tilstand mens membranen kjøles til en lavere temperatur, fortrinnsvis til omgivelsestemperatur, ved hvilken temperatur membranen bibeholder en betydelig andel av sin ekspanderte strukne- tilstand når holdekraften fjernes. The expanded stretched ion exchange membrane is attached to the electrolysis cell or to a part of the electrolysis cell. When the membrane is expanded by stretching at an elevated temperature, it can be attached to the electrolytic cell or to a part of it while at the elevated temperature. However, since the expanded stretched membrane will tend to cool down to ambient temperature and thus contract during this attachment procedure, it is preferred that the expansion is "locked" in the membrane before the membrane is attached to the electrolysis cell or to a part thereof. It is thus preferred to expand the ion exchange membrane by stretching at an elevated temperature and to keep the membrane in the expanded stretched state while the membrane is cooled to a lower temperature, preferably to ambient temperature, at which temperature the membrane retains a significant proportion of its expanded stretched state when the holding force is removed.

Den ekspanderte strukne membran kan festes i elektrolyse-cellen eller til en del av denne på hvilken som helst hensiktsmessig måte. For eksempel kan membranen fastklemmes mellom et par pakninger i elektrolyse-cellen, eller membranen kan festes til en ramme som deretter installeres i elektrolyse-cellen, eller membranen kan festes til en elektrode. The expanded stretched membrane can be fixed in the electrolysis cell or to a part thereof in any suitable way. For example, the membrane can be clamped between a pair of gaskets in the electrolysis cell, or the membrane can be attached to a frame which is then installed in the electrolysis cell, or the membrane can be attached to an electrode.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig godt egnet for anvendelse i forbindelse med en ionebyttermembran som skal installeres i en elektrolyse-celle av filterpresse-typen. Elektrolyse-celler av filterpresse-typen kan omfatte et stort antall alternerende anoder og katoder, med en ionebyttermembran anordnet mellom hver anode og nabo-katoden. Slike celler kan eksempelvis omfatte 50 anoder alternerende med 50 katoder, skjønt cellen kan omfatte endog flere anoder og katoder, for eksempel opp til 150 alternerende anoder og katoder. The method according to the invention is particularly well suited for use in connection with an ion exchange membrane to be installed in an electrolysis cell of the filter press type. Electrolysis cells of the filter press type may comprise a large number of alternating anodes and cathodes, with an ion exchange membrane arranged between each anode and the neighboring cathode. Such cells may, for example, comprise 50 anodes alternating with 50 cathodes, although the cell may comprise even more anodes and cathodes, for example up to 150 alternating anodes and cathodes.

Elektrodene i elektrolyse-cellen vil i alminnelighet være laget av et metall eller en legering. Metallets eller legeringens natur vil være avhengig av om elektroden skal anvendes som en anode eller som en katode, og av arten av den elektrolytt som skal elektrolyseres i elektrolyse-cellen. The electrodes in the electrolysis cell will generally be made of a metal or an alloy. The nature of the metal or alloy will depend on whether the electrode is to be used as an anode or as a cathode, and on the nature of the electrolyte to be electrolysed in the electrolysis cell.

Når vandig alkalimetallklorid-oppløsning skal elektrolyseres og elektroden skal anvendes som en anode, lages elektroden hensiktsmessig av et filmdannende metall eller en legering derav, When aqueous alkali metal chloride solution is to be electrolysed and the electrode is to be used as an anode, the electrode is suitably made of a film-forming metal or an alloy thereof,

for eksempel zirkonium, niob, wolfram eller tantal, men fortrinnsvis av titan, og overflaten av anoden har hensiktsmessig et belegg av et elektrisk ledende, elektrokatalytisk aktivt materiale. Belegget kan omfatte ett eller flere platinagruppe-metaller, dvs. platina, rhodium, iridium, ruthenium, osmium eller for example zirconium, niobium, tungsten or tantalum, but preferably of titanium, and the surface of the anode conveniently has a coating of an electrically conductive, electrocatalytically active material. The coating may comprise one or more platinum group metals, i.e. platinum, rhodium, iridium, ruthenium, osmium or

palladium, og/eller et oksyd av ett eller flere av disse metaller. Belegget av platinagruppe-metall og/eller oksyd kan være til stede i blanding med ett eller flere ikke-edelmetall-oksyder, spesielt ett eller flere filmdannende metalloksyder, eksempelvis titandioksyd. palladium, and/or an oxide of one or more of these metals. The coating of platinum group metal and/or oxide may be present in admixture with one or more non-precious metal oxides, in particular one or more film-forming metal oxides, for example titanium dioxide.

Elektrisk ledende, elektrokatalytisk aktive materialer til bruk som anodebelegg i en elektrolyse-celle for elektrolyse av vandige alkalimetallklorid-oppløsninger, og fremgangsmåter til påføring av slike belegg, er velkjente på dette området. Electrically conductive, electrocatalytically active materials for use as anode coatings in an electrolytic cell for the electrolysis of aqueous alkali metal chloride solutions, and methods for applying such coatings, are well known in the art.

Når vandig alkalimetallklorid-oppløsning skal elektrolyseres og elektroden skal anvendes som en katode, lages elektroden hensiktsmessig av jern eller stål, eller av annet egnet metall, eksempelvis nikkel. Katoden kan være belagt med et materiale egnet til å nedsette hydrogen-overspenningen ved elektrolysen. When an aqueous alkali metal chloride solution is to be electrolysed and the electrode is to be used as a cathode, the electrode is suitably made of iron or steel, or of another suitable metal, for example nickel. The cathode can be coated with a material suitable for reducing the hydrogen overvoltage during electrolysis.

Hvilken som helst hensiktsmessig elektrode-konstruksjon kan anvendes i elektrolyse-cellen. Eksempelvis kan elektroden omfatte et antall langstrakte organer, eksempelvis stenger eller strimler, eller den kan ha en gjennomhullet overflate, for eksempel være en perforert plate, en netting eller et ekspandert metall. Any suitable electrode construction can be used in the electrolysis cell. For example, the electrode may comprise a number of elongated bodies, for example rods or strips, or it may have a perforated surface, for example a perforated plate, a mesh or an expanded metal.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. The following examples will further illustrate the invention.

Eksempel 1 Example 1

Et rektangulært stykke, 35 cm x 30 cm, ble utskåret fra et 280 pm tykt ark av en kationebyttermembran av en kopolymer 'av tetrafluoretylen og en perfluorvinyleter inneholdende karboksylsyre-grupper, hvilken membran hadde en ionebytter-kapasitet på 1,3 milliekvivalenter pr. gram. A rectangular piece, 35 cm x 30 cm, was cut from a 280 µm thick sheet of a cation exchange membrane of a copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether containing carboxylic acid groups, which membrane had an ion exchange capacity of 1.3 milliequivalents per gram.

Strimler av elastisk PVC-tape ble festet til arket ved hver av arkets 35 cm lange kanter, og strimler av aluminium ble festet til arket ved hver av dettes 30 cm lange kanter. Arket ble deretter montert i en "Bruckner Karo 11 orienter" (nedenfor kalt apparatet), og arkets temperatur ble hevet til 67°C i en ovn til-knyttet apparatet. Strips of elastic PVC tape were attached to the sheet at each of the sheet's 35 cm long edges, and aluminum strips were attached to the sheet at each of its 30 cm long edges. The sheet was then mounted in a "Bruckner Karo 11 orienter" (hereinafter referred to as the apparatus), and the temperature of the sheet was raised to 67°C in an oven attached to the apparatus.

Aluminium-strimlene ble trukket fra hverandre med en hastig-het på 1 m pr. minutt inntil avstanden mellom aluminium-strimlene på arket hadde øket med en faktor på 1,5, hvorunder de elastiske PVC-strimler medvirket til å hindre "midjedannelse" hos arket. Arket ble deretter, mens det var montert i apparatet, uttatt fra ovnen og kjølt til omgivelsestemperatur i en strøm av luft. Ovenstående prosedyre omfattende strekking av arket med en temperatur på 67°C og kjøling av arket til omgivelsestemperatur ble gjentatt to ganger; i den første gjentagelsesprosedyre ble avstanden mellom aluminium-strimlene øket med en faktor på 2,5 over den opprinnelige avstand, og i den annen gjentagelsesprosedyre ble avstanden mellom aluminium-strimlene øket med en faktor på 4,2 over den opprinnelige avstand. The aluminum strips were pulled apart at a speed of 1 m per minute until the distance between the aluminum strips on the sheet had increased by a factor of 1.5, during which the elastic PVC strips helped to prevent "waisting" of the sheet. The sheet was then, while mounted in the apparatus, removed from the oven and cooled to ambient temperature in a stream of air. The above procedure comprising stretching the sheet at a temperature of 67°C and cooling the sheet to ambient temperature was repeated twice; in the first repetition procedure the distance between the aluminum strips was increased by a factor of 2.5 over the original distance, and in the second repetition procedure the distance between the aluminum strips was increased by a factor of 4.2 over the original distance.

Den resulterende kationebyttermembran-film ble så tatt ut fra apparatet. Filmen relakserte (trakk seg sammen) ubetydelig mot arkets opprinnelige dimensjoner. Filmens tykkelse etter denne ubetydelige relaksasjon var 80 ym. The resulting cation exchange membrane film was then withdrawn from the apparatus. The film relaxed (contracted) insignificantly against the sheet's original dimensions. The thickness of the film after this negligible relaxation was 80 µm.

Filmen av kationebyttermembran fremstilt som beskrevet ovenfor ble betryggende og stramt fastklemt mellom et par pakninger av EPDM-gummi og montert i en elektrolyse-celle utstyrt med en nikkelnetting-katode, diameter 7,5 cm, og en titannetting-anode, diameter 7,5 cm, belagt med et belegg av en blanding av Ru02 og Ti02 i vektforholdet 35:65. The film of cation exchange membrane prepared as described above was securely and tightly clamped between a pair of EPDM rubber gaskets and mounted in an electrolysis cell equipped with a nickel mesh cathode, diameter 7.5 cm, and a titanium mesh anode, diameter 7.5 cm, coated with a coating of a mixture of Ru02 and Ti02 in the weight ratio 35:65.

310 g/l vandig NaCl-oppløsning ved en pH på 8,0 ble innført i anode-kammeret i cellen, og vann ble innført i cellens katode-kammer, og NaCl ble elektrolysert ved en temperatur på 90°C, hvorunder konsentrasjonen av NaCl i anode-kammeret var 200 g/l. 310 g/l aqueous NaCl solution at a pH of 8.0 was introduced into the anode chamber of the cell, and water was introduced into the cathode chamber of the cell, and NaCl was electrolyzed at a temperature of 90°C, under which the concentration of NaCl in the anode chamber was 200 g/l.

Klor og utmagret NaCl-oppløsning ble uttatt fra anode-kammeret, og hydrogen og vandig NaOH (35 vekt%) ble uttatt fra katode-kammeret. Chlorine and depleted NaCl solution were withdrawn from the anode chamber, and hydrogen and aqueous NaOH (35% by weight) were withdrawn from the cathode chamber.

Elektrolysen ble utført ved en strømtetthet pa IkA/m 2, og cellespenningen var 3,01 volt. The electrolysis was carried out at a current density of IkA/m 2 , and the cell voltage was 3.01 volts.

Etter i alt 20 dagers elektrolyse ble cellen åpnet og kationebyttermembranen undersøkt. Membranen ble funnet å være stram og ikke rynket. After a total of 20 days of electrolysis, the cell was opened and the cation exchange membrane examined. The membrane was found to be tight and not wrinkled.

For sammenligningsformål ble ovennevnte elektrolyse-prosedyre gjentatt med unntagelse av at et 280 pm tykt ark av kationebyttermembranen ble installert i elektrolyse-cellen, dvs. en membran som ikke var blitt underkastet strekningsprosessen. For comparison purposes, the above electrolysis procedure was repeated with the exception that a 280 µm thick sheet of the cation exchange membrane was installed in the electrolysis cell, i.e. a membrane that had not been subjected to the stretching process.

Ved en strømtetthet på IkA/m 2 var spenningen 3,1 volt, og den membran som ble -uttatt fra cellen ble funnet å være rynket og ikke lenger stram. At a current density of IkA/m 2 , the voltage was 3.1 volts, and the membrane removed from the cell was found to be wrinkled and no longer tight.

Eksempel 2 Example 2

Elektrolyse-prosedyren i eksempel 1 ble gjentatt ved en strømtetthet på 2kA/m 2. I dette tilfelle var spenningen 3,24 volt, og som i eksempel 1 ble membranen som ble uttatt fra The electrolysis procedure of Example 1 was repeated at a current density of 2kA/m 2 . In this case the voltage was 3.24 volts, and as in Example 1 the membrane taken from

cellen, funnet å være stram og ikke-rynket. the cell, found to be tight and non-wrinkled.

For sammenligningsformål ble ovenstående elektrolyse-prosedyre gjentatt med unntagelse av at et 280 um tykt ark av kationebyttermembran ble installert i elektrolyse-cellen, dvs. For comparison purposes, the above electrolysis procedure was repeated with the exception that a 280 µm thick sheet of cation exchange membrane was installed in the electrolysis cell, i.e.

en membran som ikke var blitt underkastet strekningsprosessen. a membrane that had not been subjected to the stretching process.

Ved en strømtetthet på 2 kA/m 2 var spenningen 3,4 volt, og den membran som ble uttatt fra cellen ble funnet å være rynket At a current density of 2 kA/m 2 the voltage was 3.4 volts, and the membrane removed from the cell was found to be wrinkled

og ikke lenger stram. and no longer tight.

Eksempel 3 Example 3

Elektrolyse-prosedyren i eksempel 1 ble gjentatt ved en strømtetthet på 3 kA/m 2. I dette tilfelle var spenningen 3,52 volt, og som i eksempel 1 ble membranen som ble uttatt fra cellen, funnet å være stram og ikke-rynket. The electrolysis procedure of Example 1 was repeated at a current density of 3 kA/m 2 . In this case the voltage was 3.52 volts and, as in Example 1, the membrane removed from the cell was found to be tight and unwrinkled.

For sammenligningsformål ble ovenstående elektrolyse-prosedyre gjentatt med unntagelse av at et 280 pm tykt ark av kationebyttermembran ble installert i elektrolyse-cellen, dvs. For comparison purposes, the above electrolysis procedure was repeated with the exception that a 280 µm thick sheet of cation exchange membrane was installed in the electrolysis cell, i.e.

en membran som ikke var blitt underkastet strekningsprosessen. a membrane that had not been subjected to the stretching process.

Ved en strømtetthet på 3 kA/m 2 var spenningen 3,7 volt, At a current density of 3 kA/m 2 the voltage was 3.7 volts,

og den membran som ble uttatt fra cellen ble funnet å være rynket og ikke lenger stram. and the membrane taken from the cell was found to be wrinkled and no longer taut.

Eksempel 4 Example 4

En prøve av en kationebyttermembran av en kopolymer av tetrafluoretylen og en fluorvinyleter inneholdende sulfonsyre-grupper i form av kaliumsaltet, med dimensjonene 11,5 cm x 11,5 cm, ble påsatt PVC-tape langs kantene, hvoretter membranen ble fast-spent i en stentor-ramme. Membranen ble oppvarmet til en temperatur på 180°C og ble strukket uniaksialt ved en strekningshastig-het på 0,85 m/min. inntil membranen var strukket med en faktor på 2,0. Membranen ble deretter kjølt til omgivelsestemperatur og fjernet fra stentor-rammen. A sample of a cation exchange membrane of a copolymer of tetrafluoroethylene and a fluorovinyl ether containing sulfonic acid groups in the form of the potassium salt, with dimensions 11.5 cm x 11.5 cm, was attached with PVC tape along the edges, after which the membrane was clamped in a stentor frame. The membrane was heated to a temperature of 180°C and was stretched uniaxially at a stretching speed of 0.85 m/min. until the membrane was stretched by a factor of 2.0. The membrane was then cooled to ambient temperature and removed from the stentor frame.

Membranen ble installert i en elektrolyse-celle som beskrevet i eksempel 1, og elektrolyse-prosedyren i eksempel 2 ble fulgt, dvs. at vandig NaCl-oppløsning ble elektrolysert ved en strømtetthet på 2 kA/m . NaOH-oppløsning ved en konsentrasjon på 25 vekt% ble produsert med et strømutbytte på 50 %. Cellespenningen var 2,95 volt. The membrane was installed in an electrolysis cell as described in example 1, and the electrolysis procedure in example 2 was followed, i.e. that aqueous NaCl solution was electrolysed at a current density of 2 kA/m . NaOH solution at a concentration of 25% by weight was produced with a current yield of 50%. The cell voltage was 2.95 volts.

Når elektrolyse-cellen ble åpnet, ble membranen funnet å When the electrolysis cell was opened, the membrane was found to

være stram og ikke-rynket. be tight and non-wrinkled.

For sammenligningsformål ble elektrolyse-prosedyren gjentatt med unntagelse av at det ble anvendt en membran som beskrevet ovenfor som ikke var blitt underkastet strekningsprosedyren. Cellen ble drevet ved en spenning på 3,1 volt, og NaOH ble produsert med et strømutbytte på 57 %. For comparison purposes, the electrolysis procedure was repeated with the exception that a membrane was used as described above which had not been subjected to the stretching procedure. The cell was operated at a voltage of 3.1 volts, and NaOH was produced with a current yield of 57%.

Når cellen ble åpnet, ble membranen funnet å være rynket When the cell was opened, the membrane was found to be wrinkled

og ikke lenger stram. and no longer tight.

Eksempel 5 Example 5

Strekningsprosedyren i eksempel 4 ble gjentatt med unntagelse av at den membran som ble anvendt, var en kopolymer av tetrafluoretylen og en perfluorvinyleter inneholdende karboksyl-syremetylester.-grupper, og den temperatur til hvilken membranen ble oppvarmet under strekkingen, var 80°C. The stretching procedure in example 4 was repeated with the exception that the membrane used was a copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether containing carboxylic acid methyl ester groups, and the temperature to which the membrane was heated during stretching was 80°C.

Membranen ble installert i en elektrolyse-celle som beskrevet i eksempel 1, hydrolysert ved kontakt med NaOH-oppløsning, og elektrolyse-prosedyren i eksempel 3 ble fulgt, dvs. at vandig NaCl-oppløsning ble elektrolysert ved en strømtetthet pa 3 kA/m 2. NaOH-oppløsning med en konsentrasjon på 35 vekt% ble produsert med et strømutbytte på 94 %. Cellespenningen var 3,32 volt. The membrane was installed in an electrolysis cell as described in example 1, hydrolyzed by contact with NaOH solution, and the electrolysis procedure in example 3 was followed, i.e. that aqueous NaCl solution was electrolyzed at a current density of 3 kA/m 2 .NaOH solution with a concentration of 35% by weight was produced with a current yield of 94%. The cell voltage was 3.32 volts.

Når elektrolyse-cellen ble åpnet, ble membranen funnet å være stram og ikke-rynket. When the electrolysis cell was opened, the membrane was found to be tight and unwrinkled.

For sammenligningsformål ble elektrolyse-prosedyren gjentatt med unntagelse av at det ble anvendt en membran som beskrevet ovenfor som ikke var blitt underkastet strekningsprosedyren. Cellen ble drevet ved en spenning på'3,4 volt, og NaOH ble produsert med et strømutbytte på 94 %. For comparison purposes, the electrolysis procedure was repeated with the exception that a membrane was used as described above which had not been subjected to the stretching procedure. The cell was operated at a voltage of 3.4 volts and NaOH was produced with a current yield of 94%.

Når cellen ble åpnet, ble membranen funnet å være rynket og ikke lenger stram. When the cell was opened, the membrane was found to be wrinkled and no longer taut.

Eksempel 6 Example 6

En prøve av en ionebyttermembran av en kopolymer av tetrafluoretylen og en perfluorvinyleter inneholdende karboksylsyre-metylester-grupper som anvendt i eksempel 5, ble oppvarmet ved en temperatur på 67°C og ble strukket uniaksialt på en stencor-ramme i-henhold til den i eksempel 4 beskrevne fremgangsmåte, med unntagelse av at strekkehastigheten var 1 m/min. og membranen ble strukket med en faktor på 4,3, dvs. at den ble strukket til 430 % av sin opprinnelige lengde i strekkeretningen. Etter at strekkingen var fullført, ble membranen kjølt hurtig til omgivelsestemperatur i en strøm av luft og fjernet fra rammen. Etter henstand i 15 minutter ble membranen funnet å ha krympet med 15 % i strekkeretningen, slik at den i denne retning var 365 % av sin opprinnelige lengde i nevnte retning. A sample of an ion exchange membrane of a copolymer of tetrafluoroethylene and a perfluorovinyl ether containing carboxylic acid methyl ester groups as used in Example 5 was heated at a temperature of 67°C and was stretched uniaxially on a stencor frame according to that in Example 4 described method, with the exception that the stretching speed was 1 m/min. and the membrane was stretched by a factor of 4.3, i.e. it was stretched to 430% of its original length in the stretching direction. After stretching was completed, the membrane was rapidly cooled to ambient temperature in a stream of air and removed from the frame. After standing for 15 minutes, the membrane was found to have shrunk by 15% in the stretching direction, so that in this direction it was 365% of its original length in said direction.

Elektrolyse-prosedyren i eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av den ovenfor beskrevne membran. Etter utførelse av elektrolyse i 20 dager ble membranen funnet å .være stram og ikke rynket. The electrolysis procedure of Example 1 was repeated using the membrane described above. After performing electrolysis for 20 days, the membrane was found to be tight and not wrinkled.

Eksempler 7- 9 Examples 7-9

Prosedyren i eksempel 6 ble gjentatt med tre separate prøver av membran med unntagelse av at prøvene, før kjøling og fjerning fra stentor-rammen, ble varmebehandlet etter full-ført strekking ved oppvarmning ved 6'7°C i henholdsvis 1 minutt (eksempel 7), 2 minutter (eksempel 8) og 3 minutter (eksempel 9). The procedure in example 6 was repeated with three separate samples of membrane with the exception that the samples, before cooling and removal from the stentor frame, were heat treated after completed stretching by heating at 6-7°C for 1 minute respectively (example 7) , 2 minutes (Example 8) and 3 minutes (Example 9).

Etter henstand i 15 minutter etter fjerningen fra rammen ble membranene funnet å ha krympet, i strekkeretningen, med henholdsvis 11 % (eksempel 7), 10 % (eksempsl 8) og 9 % After resting for 15 minutes after removal from the frame, the membranes were found to have shrunk, in the direction of tension, by 11% (Example 7), 10% (Example 8) and 9% respectively

(eksempel 9), dvs. at membranene i denne retning hadde 383 % (example 9), i.e. that the membranes in this direction had 383%

(eksempel 7), 387 % (eksempel 8), 391 % (eksempel 9) av sin opprinnelige lengde. (Example 7), 387% (Example 8), 391% (Example 9) of its original length.

Elektrolyse-prosedyren i eksempel 1 ble gjentatt under anvendelse av hver av de ovenfor beskrevne membraner. Etter utførelse av elektrolyse i 20 dager ble hver og en av membranene funnet å være stram og ikke rynket. The electrolysis procedure of Example 1 was repeated using each of the membranes described above. After performing electrolysis for 20 days, each of the membranes was found to be tight and not wrinkled.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til å installere en ionebyttermembran omfattende en organisk polymer inneholdende ionebytter-grupper eller derivater derav som kan omdannes til ionebytter-grupper, i en elektrolyse-celle, ved hvilken fremgangsmåte ionebyttermembranen ekspanderes og den ekspanderte membran festes til elektrolyse-cellen eller til en del av denne, karakterisert ved at membranen ekspanderes ved strekking, og at strekkingen av membranen resulterer i en økning på minst 5 % i overflatearealet pr. vektenhet av membranen.1. Method for installing an ion exchange membrane comprising an organic polymer containing ion exchange groups or derivatives thereof which can be converted into ion exchange groups, in an electrolysis cell, in which method the ion exchange membrane is expanded and the expanded membrane is attached to the electrolysis cell or to a part thereof, characterized in that the membrane is expanded by stretching, and that the stretching of the membrane results in an increase of at least 5% in the surface area per unit weight of the membrane. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen ekspanderes ved at den strekkes ved forhøyet temperatur.2. Method according to claim 1, characterized in that the membrane expands when it is stretched at an elevated temperature. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at membranen ekspanderes ved at den strekkes ved forhøyet temperatur, den ekspanderte strukne membran kjøles til en lavere temperatur mens membranen holdes i ekspandert strukket tilstand, hvoretter membranen festes til elektrolyse-cellen eller til en del av denne.3. Method according to claim 2, characterized in that the membrane is expanded by being stretched at an elevated temperature, the expanded stretched membrane is cooled to a lower temperature while the membrane is kept in an expanded stretched state, after which the membrane is attached to the electrolysis cell or to a part thereof. 4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at membranen strekkes uniaksialt.4. Method according to one or more of claims 1-3, characterized in that the membrane is stretched uniaxially. 5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at membranen strekkes biaksialt.5. Method according to one or more of claims 1-3, characterized in that the membrane is stretched biaxially. 6. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at den grad av membran-ekspansjon som bevirkes ved strekkingen, er den samme som eller større enn den membran-ekspansjon som bevirkes ved kontakt mellom membranen og elektrolytt.6. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the degree of membrane expansion caused by stretching is the same as or greater than the membrane expansion caused by contact between the membrane and electrolyte. 7. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at strekkingen av membranen resulterer i en økning på minst 100 % i overflatearealet pr. vektenhet av membranen.7. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the stretching of the membrane results in an increase of at least 100% in the surface area per unit weight of the membrane. 8. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 2-7, karakterisert ved at membranen ekspanderes ved at den strekkes ved en temperatur på minst 55°C.8. Method according to one or more of claims 2-7, characterized in that the membrane is expanded by being stretched at a temperature of at least 55°C. 9. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 2-8, karakterisert ved at den ekspanderte strukne membran varmebehandles ved en forhøyet temperatur.9. Method according to one or more of claims 2-8, characterized in that the expanded stretched membrane is heat treated at an elevated temperature. 10. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at membranen ekspanderes ved at den strekkes ved forhøyet temperatur, og membranen kjøles til en lavere temperatur mens membranen holdes i ekspandert strukket tilstand, og trinnene omfattende ekspandering ved strekking og kjøling gjentas i det minste en gang hver.10. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the membrane is expanded by being stretched at an elevated temperature, and the membrane is cooled to a lower temperature while the membrane is kept in an expanded stretched state, and the steps comprising expanding by stretching and cooling are repeated in at least once each. 11. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en membran av en fluor-polymer.11. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a membrane of a fluoropolymer is used. 12. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det anvendes en membran som omfatter en organisk polymer i hvilken ionebytter-gruppene er sulfonsyre- og/eller karboksylsyre-grupper eller grupper som kan omdannes til sådanne.12. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a membrane is used which comprises an organic polymer in which the ion exchange groups are sulphonic acid and/or carboxylic acid groups or groups which can be converted into such. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at det anvendes en membran som omfatter en organisk polymer i hvilken ionebytter-gruppene er karboksylsyreester-grupper.13. Method according to claim 12, characterized in that a membrane is used which comprises an organic polymer in which the ion exchange groups are carboxylic acid ester groups.