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"Procédé rapide pour l'obtention de nitro-oelluloses . stables sans pilage". (Invention due à. Monsieur Rolf MOHR) L'ETAT FRANCAIS,représenté par Monsieur le Directeur du \Laboratoire Central des Poudres.
Il est connu que les nitrates de cellulose obtenus à partir de cellulose par l'action d'un bain sulfonitrique exigent après nitration un long traitement pour perdre leur instabilité* Dn entend par instabilité le fait qu'elles se décomposent plus ou moins rapidement en dégagéant de la chaleur, le phénomène pouvant s'accélérer jusqu'à dégénérer en explosion, notamment s'il se produit : au sein de masses importantes.
Pour rendre de telles nitre-celluloses stables on leur fait subir des lavages à l'eau àl'ébullition ou sous pression de manière à saponifier les esters insta- bles et surtout éliminer l'acide occlus dans les fibres.
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La plupart du temps on facilite le travail par un raccour- cissement des fibres obtenu au moyen d'un traitement ap- pelé pilage; il est très difficile sans cela d'obtenir des produits stables à tau d'azote élevé. Toutes ces opéra- tions sont d'ailleurs suffisamment connues des spécialis- tes pour qu'il soit nécessaire d'insister davantage.
Le pilage est un procédé coûteux qui demande des immobilisations importantes, exige une main-d'oeuvre habile et consomme, beaucoup d'énergie. Or, dans bien des cas, dans celui par exemple où la nitro-cellulose doit être dissoute dans un solvant,la longueur de fibres n'a pas grande influence sur les facilités d'utilisation du produit et le pilage est alors uniquement imposé par des raisons de stabilisation.
On connaît certains agents chimiques tels que l'acétone) les alcools éthylique et méthylique, qui per- mettent d'obtenir rapidement des produits stables bien que non piles. Mais leur pourcentage dans les eaux de stabilisation soit être tellement élevé que leur utili- sation n'est pas économique.
E. BERL a trouvé que la présence du mouillant Nekal B.X facilite la stabilisation. Il employait une solution à2% dans l'acide chlorhydrique N. Ce bain
10 provoquait le gonflement de la nitro-cellulose et faci- litait ainsi la sortie des produits acides. La stabili- sation se trouvait accélérée, mais, par ce procédé, il n'est pas possible d'arriver à un produit satisfaisant aux exigences actuelles.
Or on a trouvé, suivant la présente invention, qu'une nitro-cellulose est toujours stable quand elle est vraiment exempte d'acide sulfurique. Des produits oxydés
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ou dégradés que beaucoup d'auteurs considèrent comme responsables de l'instabilité d'une nitro-cellulose.peuvent bien exister dans une cellulose nitrée et le produit sera toujours stable pourvu que tout l'acide sulfurique soit éloigné. Par le procédé de stabilisation ordinaire (ébullition dans l'eau aloalinisée ou non) l'élimination de l'acide sulfurique est très lente. Selon les points de vue modernes le SO4H2 est en effet occlus dans les groupes nitro des molécules filiformes.
Les groupes nitro sont hydrophobes et l'eau n'entre ainsi que très lentement à l'intérieur des fibres pour faire sortir l'acide.
Le procédé suivant la présente invention consiste à neutraliser le SO4H2 à l'intérieur des fibres sans qu'il soit nécessaire de les piler. A cet effet, on ajoute aux bains de stabilisation des produits genre mouillants ou émulsifiants qui sont très peu solubles dans l'eau bouillante et qui ont une grande affinité pour les nitrates de celluloses Ces mouillants entrent ainsi dans les nitro-celluloses et entraînent avec eux à l'intérieur des fibres une partie du .liquide dans lequel elles baignent.
Comme on a pris soin de mettre dans l'eau des ions alcalins (Na) où aloalino-terreux (Ga), ceux-ci assurent la neutralisation de l'acide sulfurique à l'intérieur même des fibres, ce qui assure une bonne stabilisation extrêmement rapide.'
De ce qui vient d'être dit, il résulte que ce procédé ne' peut être employé, aisi que le 'décrit BERL, dans un bain acide.
D'ailleurs des mouillants comme le Nékal B.X (isopropylnaphtalène sulfonate de Na) contenant des groupes sulfoniques ne sont pas indiqués car on risaue aue le croupe subfonique ne se transforme en acide libre et ne provoque l'instabilité*
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Des produits très efficaces pour le procédé suivant l'invention peuvent être préparés par condensation des alcools gras ou des phénols avec l*oxyde d'éthylène.
On peut également employer les sels alcalins d'aci- des gras ou leurs mélanges tels que le savon de Mrseille à la condition de travailler avec de l'eau privée de sels calcaires*
L'exemple suivant illustre le procédé sans le limiter aucunement;
Une nitro-cellulose est nitrée au taux d'azote de 13,2 %. Après rinçage dans l'eau courante on la fait bouillir pendant 4 heures. On neutralise et on ajoute un mouillant préparé par condensation des alcools gras extraits d'une huile de cachalot avec 6 parties de oxyde d'éthylène à raison de 5 à 10 parties pour 1.000 parties de nitro-cellulose.
On fait bouillir pendant 10 heures puis on ajoute du CO2Na2 ou du CO3Ca jusqu'à ce que les eaux de stabilisation colorent tout juste la phénolphtaléine en rose. On continue à faire bouillir pendant 10 à 15 heures. Un changement d'eau n'est pas nécessaire. On obtient de cette façon un produit non pilé d'une stabi- lité excellente*