Brevet FR2521172A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne un diaphragme destiné à être interposé entre les électrodes d'une cellule électrolytique, en particulier une cellule destinée d assurer l'électrolyse alcaline de l'eau. Un tel diaphragme doit présenter des propriétés physicochimiques compatibles avec les conditions réactionnelles de l'électrolyse, en particulier de l'électrolyse alcaline de l'eau, où la température peut notamment atteindre ou dépasser 1200C. Dans la pratique, un tel diaphragme doit donc présenter une porosité suffisante, tout en possédant une bonne résistance,tant mécanique que chimique. Dans la technique antérieure de tels diaphragmes étaient habituellement réalisés sous la forme d'un tissage d'amiante guipé sur des fils de nickel de faible diamètre, ces derniers jouant le rôle de renfort mécanique de la structure. Cependant, dans le cas où les fils. de nickel sont accidentellement mis à nu par endroit, par exemple au cours du montage du diaphragme dans la cellule, il va se produire un contact électrique entre une électrode et l'armature. Un tel incident provoque d'importantes perturbations de fonctionnement de la cellule d'électrolyse, qui peuvent par exemple conduire à la production parasite de gaz explosif, ou encore à une fusion partielle de la membrane avec formation d'un trou.De plus, l'assemblage du tissu qui constitue la partie centrale du diaphragme, sur un cadre support métallique peut occasionner de tels faux contacts en périphérie, au niveau de la découpe du tissu. La présente invention a précisément pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus. Conformément à la présente invention, le diaphragme est constitué par une toile composite comprenant une armature de fils de polysulfone supportant un tissage d'amiante. Les polysulfones utilisées dans le cadre de la présente invention sont des résines polymères thermoplastiques répondant à une formule générale du type dans laquelle les radicaux R1, R2 et R3 représentent notamment les groupes phényle, biphénol, diphényléther, etc. De telles polysulfones sont par exemple commercialisées sous les dénominations LASULF par la Société Lati Thermoplastici, STARSULTONE par la Société Eurostar, SULFOVER par la Société Doneco, ou encore UDEL par la Société Union Carbide France. Les résines polymères utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent aussi être des poly(arylsulfones) de formule générale du type dans laquelle les radicaux R1 et R2 représentent par exemple le groupe phényle et R3 le groupe biphénol, diphényléther, etc. De telles polysulfones sont par exemple commerciairisées sous la denomination STARSULFIDE par la Société Eurostar. Il peut également s'agir de poly(éthersulfones) répondant à une formule générale du type dans laquelle les radicaux R1, R2, R3 et R4 représentent par exemple le groupe phényle. De telles poly(éthersulfones) sont par exemple commercialisées sous la dénomination VITREX par la Société ICI. Dans la pratique, il s'est avéré que de telles polysulfones conduisent à des résultats parfaitement satisfaisants lorsqu'elles sont utilisées comme armature de tissage d'amiante, pour la réalisation de diaphragme. Elles résistent en effet parfaitement à l'attaque alcaline dans les conditions d'électrolyse à 1200C, tout en conservant d'excellentes propriétés mécaniques à des températures de cet ordre. En effet, la température moyenne de déformation sous charge de telles résines thermoplastiques est de l'ordre de 1700C. Les fils de polysulfone formant l'armature du diaphragme selon l'invention sont obtenus par des techniques de mise en forme classiques des résines thermoplastiques, par exemple par filage à des températures de l'ordre de 320 à 3500C. Selon un mode de réalisation particulier de l'in- vention, le diaphragme se présente sous la forme d'une toile composite constituée par un tissage d'amiante guipé sur l'armature de fils de polysulfone. Dans une telle opération classique de guipage, on obtient un tissage de fils composites dont l'amie centrale en polysulfone est non apparente. Il est clair qu'en faisant appel à une armature en polysulfone, matière électriquement isolante, tout problème de contact parasite entre le diaphragme et les électrodes se trouve ainsi éliminé de façon certaine. I1 convient également de noter que les résines polysulfone utilisées dans le cadre de la présente invention sont des matériaux organiques beaucoup plus souples que le nickel préalablement employé dans la technique antérieure. I1 n'est donc plus nécessaire de recourir à des métiers à tisser renforcés pour réaliser un tel tissu armé. Ceci permet en outre de faciliter l'obtention de tissu en grande largeur et permet de diminuer le nombre de défauts de fabrication. Conformément à une caractéristique additionnelle de la présente invention, le diaphragme comporte à sa partie périphérique un cadre de rigidification et d'étanchéité réalisé en une matière polymère thermoplastique compatible, mis en place par surmoulage sur ladite toile composite. Ceci permet d'obtenir un composant unique intégrant les fonctions de diaphragme et de joint-cadre à insérer directement entre les électrodes, avec l'avantage de coûts de fabrication et de montage nettement inférieurs à ceux des techniques antérieures utilisées jusqu'à ce jour. Bien entendu la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits, mais il est parfaitement possible sans pour autant sortir du cadre de la présente invention d'en imaginer un certain nombre de variantes de détail. REVENDICATIONS 1/ Diaphragme pour cellule électrolytique, en particulier pour l'électrolyse alcaline de l'eau, caractérisé en ce qu'il est constitué par une toile composite comprenant une armature de fils de polysulfone supportant un tissage d'amiante. 2/ Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite toile composite est constituée par un tissu d'amiante guipé sur ladite armature de fils de polysulfone. 3/ Diaphragme selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte à sa périphérie un cadre de rigidification.et d'étanchéité réalisé en une matière polymère thermoplastique compatible, mis en place par surmoulage sur ladite toile composite.