BE430699A

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Publication number: BE430699A
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Description

" Procédé d'épuration et de stabilisation du triacétate de cellulose ". Priorité de la demande de brevet d'invention aux Etats-Unis d' Amérique déposée le 22 novembre 1937 Serial N 175. 981 au nom de Rudolph S. BLEY et dont la Société susdite est l'ayant-droit.

Cette invention a trait à un procédé de purification et,'en même temps, de stabilisation de triacétate de cellulose tout en conservant sa forme solide, c'est-à-dire sa forme fibreuse et/ou granulaire.

L'inventeur a découvert que le triacétate de cellulose peut être stabilisé et en même temps purifié par un traitement avec de l'ammoniaque liquide anhydre. Le diacétate de

cellulose contenu comme contamination dans le triaoétate de cellulose cru est dissous au cours de ce traitement par l'ammoniaque liquide anhydre, et le catalyseur acide aussi y contenu, par exemple l'acide sulfurique, est neutralisé par la formation d'un sel ammoniaoal, comme par exemple le sulfate d'ammonium. Puisque le sulfate d'ammonium n'est que peu soluble dans l'ammoniaque liquide anhydre, il est préférable d'ajouter une quantité suffisante d'ammoniaque liquide anhydre au triacétate de cellulose cru pour en effectuer une élimination complète du sulfate d'ammonium par voie de dissolution.

On peut éliminer le résidu du sulfate d'ammonium aussi par un lavage à une température basse,afin d'empêcher l'hydrolyse du triacétate de cellulose. Les esters d'acide sulfurique se trouvant dans le triacétate de cellulose cru sont probablement ammonolysés pendant ce traitement avec l'ammoniaque liquide anhydre.

Bien que les meilleurs résultats ont été obtenus par l'emploi de l'ammoniaque liquide anhydre au point d'ébullition, c'est-à-dire à environ -33 C, des températures inférieures sont aussi applicables. Dans ce cas,il devient nécessaire d'évacuer le récipient utilisé. Par ces moyens,il est possible d'employer des températures aussi basses que -50 C.

@n effectuant ce traitement à des températures supérieures à -33 C, il faut prendre soin d'empêcher l'ammonolyse du triacétate aux températures plus élevées, surtout au-dessus de 0 C.

Il est à noter que la température critique varie selon le triacétate utilisé, et cette température doit être prédéterminée par expérimentation.

Le procédé faisant l'objet de cette invention peut être effectué aussi par l'emploi des agents auxiliaires ou aidants, tels que des composés pouvant être dissous dans ou étant

misoibles avec l'ammoniaque liquide anhydre sans être décomposés par la réaction chimique. Ces composés doivent être inertes envers l'ammoniaque liquide anhydre et incapables de dissoudre du triacétate. Comme exemples de tels composés,,on peut oiter le benzène, les éthers, les esters, les alcools, les nitrates de métaux, les sels d'ammonium, les sulfites de métaux, etc. Par exemple, le nitrate de soude offre aussi l' avantage de réduire la pression de la vapeur et la corrosiveté de l'ammoniaque liquide anhydre.

Pour effeotuer ce procédé de stabilisation et de puri- f ioation,on ajoute un triacétate de oellulose cru, fibreux et/ou granulaire, dans un flacon de Dewar ou dans un récipient approprié rempli d'ammoniaque liquide anhydre. On laisse reposer ce mélange dans le récipient jusqu'à la dissolution du diacétate de cellulose résiduel et jusqu'à la neutralisation du catalyseur acide.

Le tableau suivant montre les résultats obtenus en variant la durée du traitement :
EMI3.1

<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> acide <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> acide <SEP> sulsulfurique <SEP> dans <SEP> furique <SEP> dans <SEP> le <SEP> triDurée <SEP> du <SEP> traitement <SEP> le <SEP> triaoétate <SEP> cru: <SEP> acétate <SEP> après <SEP> le
<tb> traitement <SEP> : <SEP>
<tb> heures <SEP> : <SEP> % <SEP> en <SEP> poids: <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> : <SEP>
<tb> 1 <SEP> 1.5 <SEP> 0.068
<tb> 2 <SEP> 1.5 <SEP> 0.036
<tb> 3 <SEP> 1.78 <SEP> 0.024
<tb> 4 <SEP> 1.78 <SEP> 0.017
<tb> 5 <SEP> 1.78 <SEP> 0.012
<tb> 15 <SEP> 1.78 <SEP> Impossible <SEP> d'analyser
<tb> par <SEP> les <SEP> méthodes <SEP> conventionnelles.
<tb>

L'acétate oru assuma une oouleur brune à une température d'environ 1080 C et fut carbonisé à une température de 1200 C, tandis que les triacétates stabilisés contenant moins de 0.024 % d'acide sulfurique conservèrent leur couleur blanche même après qu'ils ont été exposés pendant un temps pro-

longé à une chaleur sèche d'environ 203 C, et ils ne Curent pas carbonisés à une température de 250 C. Après la déoanta- tionle triacétate de cellulose purifié et stabilisé peut être regagné par évaporation. L'ammoniaque liquide anhydre peut de nouveau être utilisée après l'avoir débarrassée de ses impuretés, et l'on peut ensuite condenser les vapeurs d' ammoniaque.

EXEMPLE 1 :
On acétyle environ 50 grammes de linters de cellulose avec 1475 ml. d'anhydride acétique en présence de 40 grammes d'acide sulfurique concentré et de 2640 ml. d'acétate d'éthyle.

Après un lavage préalable,l'acétate de cellulose fibreux contient environ 1.78 % d'acide sulfurique. On ajoute ensuite 8 grammes environ de ce triacétate cru à 300 ml. environ d' ammoniaque liquide anhydre pendant 4 heures à une température d'environ -33 C. Le triacétate fibreux est séparé de l'ammo- niaque contenant du diacétate de cellulose, du sulfate d'ammonium et d'autres impuretés, par une décantation et par une évaporation subséquente de l'ammoniaque résiduelle. Le triacétate purifié et stabilisé contient environ 0.017 % d'acide sulfurique et il est dissous complètement par du chloroforme, du dioxane et par d'autres dissolvants du triacétate.

On peut éliminer complètement l'acide sulfurique en prolongeant le traitement dans l'ammoniaque liquide anhydre. Le triacétate ainsi obtenu ne contient aucune impureté organique.

EXEMPLE 2 :
On ajoute environ 10 grammes de triacétate oru, préparé suivant l'exemple 1, à 300 ml. environ d'ammoniaque liquide anhydre contenant environ 20 ml. de benzène. Après un traitement pendant 5 heures,le triacétate fibreux est parfaitement soluble dans le chloroforme et contient environ

0.012 % diacide sulfurique.

EXEMPLE 3 :
On traite un triacétate de cellulose stabilisé commer- cial, sous une forme granulaire et contenant environ 0.06 % d'acide sulfurique, avec de l'ammoniaque liquide anhydre pendant environ 10 heures à une température d'environ -33 C.

Aucune trace d'acide sulfurique peut être découverte par les méthodes conventionnelles. L'ammoniaque est composée de dia- cétate de cellulose dissous et de sulfate d'ammonium, et le triaoétate purifié n'est pas oarbonisé à une température de 2600 C.

EXEMPLE 4 :
Un triaoétate de cellulose fibreux contenant environ 1. 5 % d'acide sulfurique, calculé au poids, est traité avec de l'ammoniaque liquide anhydre, saturée aveo du nitrate de soude, dans un récipient pendant 4 heures environ à la température ambiante. Après la séparation du triaoétate fibreux de l'ammoniaque et du nitrate de soude, le triacétate oontient environ 0.02 % en poids d'acide sulfurique.

Ces exemples ne servent que d'illustrer cette invention et il est entendu que la stabilisation et la purifioation du triacétate de cellulose cru peuvent s'effectuer à des températures plus basses ou plus élevées, que la durée du traitement peut être variée et qu'on peut employer d'autres agents auxiliaires avec le même succès.

On peut aussi préparer le triacétate cru avec un catalyseur acide connu, tel que d'acide sulfurique, d'acide hydrochlorique, des sulfonamides, des acides phosphoriques, des sels acides, etc.., qui peut se neutraliser dans l'ammoniaque liquide anhydre en formant un sel neutre d'ammonium.

Il est évident qu'on peut modifier ce procédé et par conséquent toutes ces modifications et variations sont comprises

dans les revendications faisant l'objet de cette invention.

Il est à noter,dans les revendications qui suivent,,que l'expression " ammoniaque liquide anhydre " signifie le gaz liquéfié ayant la formule NH3 qui, cependant, peut contenir autant d'eau qu'on ne peut pas éliminer dans les procédés commercials de liquéfaction.

Claims

RESUME.

1 .) Procédé de purification et en même temps de stabilisation d'un triacétate de cellulose cru, ce procédé consistant à introduire dans l'ammoniaque liquide anhydre un triacétate de cellulose solide contenant du diacétate de cellulose et un catalyseur acide,afin d'éliminer du dit triacétate le diacétate par dissolution et le catalyseur par neutralisation, et ensuite pour séparer l'ammoniaque du dit triaoétate de cellulose.

2 .) Des modes opératoires du procédé suivant 1 , dans lesquels : a) La température est d'environ -33 C. b) La température est inférieure à -33 C. o) Le triacétate de cellulose se regagne en maintenant une température à laquelle le triacétate retient sa forme solide. d) L'emploi d'un agent auxiliaire, tel qu'un agent non dissolvant du dit triacétate et inerte envers la dite ammoniaque.

3 .) Procédé de purification et en même temps de stabilisation d'un triacétate de cellulose cru consistant à introduire un triacétate de cellulose solide contenant du diaoétate de cellulose et un catalyseur acide dans l'ammoniaque liquide anhydre en présence d'un agent auxiliaire pour éliminer le dit diacétate par dissolution et le dit catalyseur par neutralisation et,ensuite,pour séparer la dite ammoniaque du <Desc/Clms Page number 7> dit triacétate, le dit/agent auxiliaire étant un non dissolvant du triaoétate et inerte envers l'ammoniaque, et la dite ammoniaque étant maintenue à une telle température que le triacétate puisse retenir sa forme solide.

4 .) Procédé de préparation d'un triacétate de cellulose solide ne contenant aucun diacétate de cellulose et possédant une haute résistance aux décolorations quand il est exposé à une ohaleur sèche, laquelle préparation est caractérisée en ce qu'un triaoétate de oellulose cru est soumis à l'action d' ammoniaque liquide anhydre.

5 .) L'application de cette invention au sens le plus général.