ICS83.120CCSG31Requirementsandtestmethodforinterlayerseparationofperfluorideionexchangemembranesforthechlor-alkaliindustIT/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由山東省膜學(xué)會提出并歸口。本文件起草單位：山東東岳高分子材料有限公司、山東省膜學(xué)會、中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司、陜西金泰氯堿化工有限公司、寧夏華御化工有限公司、營創(chuàng)三征（營口）精細化學(xué)品有限公司、唐山三友氯堿有限責(zé)任公司、山東森榮新材料股份有限公司、淄博市計量技術(shù)研究院、青島科技大學(xué)、濟南思克測試技術(shù)有限公司、山東理工大學(xué)、聊城大學(xué)、淄博標(biāo)準(zhǔn)化研究院。本文件主要起草人：張永明、田懷德、王照民、高偉、趙偉、于漳章、孫金良、榮欽功、劉譯丹、張揚、張目清、孟秀霞、張憲璽、高濤、徐冰、李曉、薛帥、丁磊。1T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025氯堿工業(yè)用全氟離子交換膜層間分離指標(biāo)要求及測試方法本文件規(guī)定了氯堿工業(yè)用全氟離子交換膜（以下簡稱“全氟離子交換膜”）層間分離指標(biāo)要求，描述了相應(yīng)測試方法。本文件適用于氯堿工業(yè)領(lǐng)域使用的全氟離子交換膜的設(shè)計、生產(chǎn)和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T209－2018工業(yè)用氫氧化鈉GB/T5750.6－2023生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法第6部分：金屬和類金屬指標(biāo)GB/T6682－2008分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T13025.4－2012制鹽工業(yè)通用試驗方法水不溶物的測定GB/T13025.5－2012制鹽工業(yè)通用試驗方法氯離子的測定GB/T13025.6－2012制鹽工業(yè)通用試驗方法鈣和鎂的測定GB/T13025.8－2012制鹽工業(yè)通用試驗方法硫酸根的測定GB/T13025.12－2012制鹽工業(yè)通用試驗方法鋇的測定GB/T30297－2013氯堿工業(yè)用全氟離子交換膜應(yīng)用規(guī)范GB/T32116－2015循環(huán)冷卻水中總有機碳（TOC）的測定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1全氟氯堿離子交換膜perfluorinatedionexchangemembrane由全氟離子交換樹脂制得的對離子具有選擇透過性功能的膜。3.2層間分離interlayerseparation全氟離子交換膜的全氟磺酸層和全氟羧酸層結(jié)合層間出現(xiàn)缺陷。3.3二次精制鹽水secondarybrine將原料鹽溶解，經(jīng)過化學(xué)和物理方法去除部分雜質(zhì)，得到一次精制鹽水，再將一次精制鹽水經(jīng)過螯合樹脂處理，得到符合GB/T30297—2013規(guī)定的二次精制鹽水。4原理在電解實驗中，提高電流密度，升高陰極出口氫氧化鈉溶液的濃度，或者降低陽極出口鹽水的濃度，從而改變?nèi)x子交換膜羧酸層的含水率及水分子傳導(dǎo)率，增加了全氟磺酸層和全氟羧酸層之間水分子的積聚壓力，加速層間分離，以便在較短的時間內(nèi)觀察到層間分離現(xiàn)象。5指標(biāo)要求2T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025在電解過程中，全氟離子交換膜全氟磺酸層和全氟羧酸層間在72h內(nèi)應(yīng)無層間分離現(xiàn)象產(chǎn)生。6儀器和設(shè)備6.1氯堿電解系統(tǒng)：a)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：符合附錄B中圖B.1的規(guī)定；b)氯堿電解槽（以下簡稱“電解槽”）：符合附錄B中圖B.2和圖B.3的規(guī)定；c)陽、陰極槽體材質(zhì)及尺寸：符合附錄B中表B.1的規(guī)定；d)陽、陰極極網(wǎng)材質(zhì)及尺寸：符合附錄B中表B.2的規(guī)定；e)電解溫度的控制精度為0.1℃,電流的控制精度為0.01A。6.2全自動電位滴定儀：鹽水測試精度為0.01g/L，堿液測試精度為0.01%。6.3光學(xué)顯微鏡：放大倍數(shù)12.6倍。7試劑和溶液7.1二次精制鹽水：氯化鈉（NaCl）濃度為（307.50±7.50）g/L，符合附錄A的規(guī)定。7.2純水：符合GB/T6682－2008中規(guī)定的二級純水。7.332wt.%堿液：用符合GB/T209－2018規(guī)定的工業(yè)用氫氧化鈉配制的質(zhì)量分數(shù)為（32.00±0.50)%的堿液。7.42wt.%堿液：用32wt.%堿液配制的質(zhì)量分數(shù)為(2.00±0.50)%的堿液。8樣品制備8.1全氟離子交換膜結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖1全氟離子交換膜結(jié)構(gòu)示意圖3T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT20258.2從需要測試的全氟離子交換膜批次中隨機抽取1卷，在距離邊緣不少于30cm處裁切一塊樣品，樣品尺寸為180mm×120mm。8.3將樣品放在室溫下2wt.%堿液（7.4）中平衡24h。9測試步驟9.1將平衡后的樣品（8.3）安裝在陰、陽極電解槽之間，全氟磺酸層的一面朝向陽極側(cè)，全氟羧酸層的一面朝向陰極側(cè)。9.2向陰極電解槽加入32wt.%堿液（7.3）至陰極液出口處有堿液溢流，向陽極電解槽加入二次精制鹽水（7.1）至陽極液出口處有鹽水溢流。9.3電解槽陰、陽極電解液升溫至75.0℃時，打開整流器，按照2.00A/min的速度提升電流至25.20A（電流密度為6.0kA/m2），在提升電流的同時，分別打開純水高位槽加液系統(tǒng)和進槽鹽水高位槽加液系統(tǒng)，向電解槽陰極側(cè)注入純水（7.2），向電解槽陽極側(cè)注入二次精制鹽水（7.1），電解液繼續(xù)升溫至85.0℃。9.4在出槽堿液管路處取出口堿液1.50g，用全自動電位滴定儀（6.2）測試堿液濃度，控制出槽堿液濃度穩(wěn)定在（35.00±0.50）wt.%；在出槽鹽水管路處取出口鹽水0.50mL，用全自動電位滴定儀（6.2）測試鹽水濃度，控制出槽鹽水濃度穩(wěn)定在（210.00±10.00）g/L。9.5維持上述狀態(tài)連續(xù)電解72h，期間每8h測試1次出槽鹽水濃度和出槽堿液濃度，保持運行穩(wěn)定。9.6停止電解，整流器輸出電流降至0.00A時，用純水（7.2）沖洗電解槽陰陽極室，電解槽內(nèi)溫度降至室溫時，取出樣品，并觀察樣品的全氟羧酸面。10結(jié)果判定10.1判定方法10.1.1肉眼觀察在自然光或40W日光燈下，目視觀察樣品有效電解區(qū)域全氟羧酸面，對照附錄C中圖C.1進行鑒別。10.1.2光學(xué)顯微鏡觀察利用光學(xué)顯微鏡（6.3）放大12.6倍觀察樣品有效電解區(qū)域全氟羧酸面，對照附錄C中圖C.2進行鑒10.2結(jié)果判定10.2.1若肉眼觀察到明顯的層間分離現(xiàn)象，則判定該樣品所在批次不合格。10.2.2若肉眼未觀察到明顯的層間分離現(xiàn)象，再用光學(xué)顯微鏡進行觀察，若觀察到層間分離現(xiàn)象，則判定該樣品所在批次不合格，若未觀察到層間分離現(xiàn)象，則判定該樣品所在批次合格。11檢驗報告檢驗報告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：f)生產(chǎn)單位名稱；g)報告日期；h)產(chǎn)品名稱；i)產(chǎn)品牌號；j)樣品批號；k)本文件編號；l)檢驗項目；m)檢驗結(jié)果；n)檢驗人員；o)復(fù)核人員。4T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025（規(guī)范性）二次精制鹽水指標(biāo)及測試方法A.1二次精制鹽水指標(biāo)二次精制鹽水應(yīng)符合GB/T30297—2013中表A.2的規(guī)定。A.2二次精制鹽水測試方法A.2.1氯化鈉吸取一定體積的試樣溶液于150mL燒杯中，加入4滴鉻酸鉀指示劑，攪拌下用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，直至懸濁液中出現(xiàn)穩(wěn)定的橘紅色為終點。氯化鈉的質(zhì)量濃度按公式（A.1）計算。式中：ρ1——氯化鈉的質(zhì)量濃度，單位為克每升（g/LV1——硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量，單位為毫升（mLV0——空白試驗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量，單位為（mLC——硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/LM——氯化鈉的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/molV——所取試樣的體積，單位為升（L1000——單位換算系數(shù)。A.2.2鈣鎂離子按照GB/T13025.6－2012中描述的方法進行。A.2.3鍶離子按照GB/T5750.6－2023中4.4描述的方法進行。A.2.4鋇離子按照GB/T13025.12－2012中描述的方法進行。A.2.5鋁離子按照GB/T5750.6－2023中4.4描述的方法進行。A.2.6鐵離子按照GB/T5750.6－2023中4.4描述的方法進行。A.2.7鎳離子按照GB/T5750.6－2023中4.4描述的方法進行。A.2.8硫酸鈉按照GB/T13025.8－2012中描述的方法測試硫酸根離子質(zhì)量分數(shù)(ω1）。硫酸鈉的質(zhì)量濃度按公式（A.2）計算。式中：ρ2——硫酸鈉的質(zhì)量濃度，單位為克每升（g/LM1——硫酸鈉的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/molM2——硫酸根離子的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾（g/molω1——硫酸根離子的質(zhì)量分數(shù)，%；5T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025m1——試樣的質(zhì)量，單位為克（gV1——試樣的體積，質(zhì)量為升（L）。A.2.9氯酸鈉按照GB/T1618－2008中6.4描述的方法測試氯酸鈉的質(zhì)量分數(shù)(ω2）。氯酸鈉的質(zhì)量濃度按公式（A.3）計算。式中：ρ3——氯酸鈉的質(zhì)量濃度，單位為克每升（g/Lω2——氯酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，%；m2——試樣的質(zhì)量，單位為克（gV2——試樣的體積，質(zhì)量為升（L）。A.2.10總有機碳按照GB/T32116－2015中5.5描述的方法進行。T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025（規(guī)范性）電解系統(tǒng)及電解槽結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和尺寸B.1電解系統(tǒng)及電解槽結(jié)構(gòu)B.1.1電解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖B.1。圖B.1電解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025B.1.2電解槽陽極槽結(jié)構(gòu)見圖B.2。圖B.2電解槽陽極槽結(jié)構(gòu)圖B.1.3電解槽陰極槽結(jié)構(gòu)見圖B.3。3T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025圖B.3電解槽陰極槽結(jié)構(gòu)圖B.2電解槽槽體及極網(wǎng)材質(zhì)和主要尺寸B.2.1電解槽陽、陰極槽體材質(zhì)及主要尺寸見表B.1。表B.1電解槽陽、陰極槽體材質(zhì)及主要尺寸3鈦鎳B.2.2電解槽陽、陰極極網(wǎng)材質(zhì)及主要尺寸見表B.2。表B.2電解槽陽、陰極極網(wǎng)材質(zhì)及主要尺寸2鈦2鎳0T/SDMS014—2025（規(guī)范性）全氟離子交換膜電解后層間分離和未出現(xiàn)層間分離現(xiàn)象C.1全氟離子交換膜電解后肉眼觀察到的層間分離現(xiàn)象和未出現(xiàn)層間分離現(xiàn)象見圖C.1。a)層間分離現(xiàn)象b)未出現(xiàn)層間分離現(xiàn)象圖C.1全氟離子交換膜電解后肉眼觀察到的層間分離現(xiàn)象和未出現(xiàn)層間分離現(xiàn)象T/FORMTEXTSDMSFORMTEXT014—FORMTEXT2025C.2全氟離子交換膜電解后光學(xué)顯微鏡觀察到的層間分離現(xiàn)象和未出現(xiàn)層