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PROCEDE ET COMPOSITIONS ANTI-MOUSSE.-
La formation de la mousse dans les liquides aqueux est un phéno- mène courant dans diverses industries et donne souvent lieu à des difficultés de manipulation et à des défauts de qualité des produits qui ont été traités dans ces liquides. La fabrication de la pâte à papier, de la colle, de l'ami- don et des produits protéinés sont des exemples des opérations dans lesquelles la formation de la mousse est nuisible. Cette formation est particulièrement fâcheuse dans certaines industries dans lesquelles on fait usage de solutions aqueuses de composés à activité superficielle, tels que les nombreux agents de mouillage, détersifs et émulsifiants synthétiques dont on dispose actuel- lement.
Les solutions de ces agents à activité superficielle sont d'un usage très répandu par exemple dans l'industrie textile pour laver la matière pre- mière, et dans les liqueurs de teinture et autres liqueurs de traitement, dans la fabrication du cuir, dans les blanchisseries et dans les machines à laver la vaisselle et les bouteilles. Etant donné qu'il est généralement né- cessaire de faire circuler les produits dans les liqueurs ou de faire circuler les liqueurs en les agitant ou par d'autres moyens il en résulte souvent la formation d'une quantité excessive et fâcheuse de mousse.
L'invention a pour objet un procédé permettant d'atténuer ou d'em- pêcher la formation de la mousse dans les solutions aqueuses et des composi- tions anti-mousse pouvant servir à cet effet.
Divers composés chimiques ont été préconisés dans ces dernières années à titres d'agents anti-mousse, mais pour la plupart des composés sont destinés à des applications spéciales et ne donnent pas de résultats satis- faisants d'une manière générale.
Or, il a été découvert avec surprise que des compositions conte- nant certaines polyamides de poids moléculaires élevé et un liquide organique ne se mélangeant sensiblement pas avec l'eau possèdent des propriétés anti- mousse très actives, qui peuvent être très efficacement mises à profit pour atténuer ou empêcher la formation de la mousse dans de très nombreuses et
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diverses solutions aqueuses. Cette découverte est d'autant plus surprenante que lorsqu'on a cherché à utiliser ces polyamides de poids moléculaire élevé en l'absence des liquides organiques précités, on a constaté-qu'à part une ou deux applications très spéciales, elles se sont montrées sensiblement inef- ficaces au point de vue de la suppression de la formation de la mousse dans les diverses solutions aqueuses analogues.
La composition anti-mousse suivant l'invention consiste donc dans me fine suspension dans un liquide organique ne se mélangeant sensiblement pas avec l'eau d'un ou plusieurs composés organiques contenant dans la molécu- le au moins deux groupes représentés par la formule générale RCONR'-, dans laquelle R représente un radical aliphatique ou cycloaliphatique contenant au moins 10 atomes de carbone et R' un atome d'hydrogène ou un radical orga- nique, ces groupes étantliés directement entre eux ou par l'intermédiaire d'un radical organique poly-valent qui peut être aliphatique, cycloaliphatique ou aromatique.
Les polyamides qui servent à préparer les compositions anti-mousse suivant l'invention peuvent contenir si on le désire des groupes de substitu- tion, tels que des groupes amino, hydroxyle, ester ou éther. Les composés à choisir de préférence sont les dérivés diacyle ou polyacycle des polyalkylènes polyamines, dans'lesquelles les radicaux acyle sont dérivés par exemple des acides gras supérieurs, tels que les acides la-urique, palmitique, oléique et stéarique, des hydroxy acides, tels que l'acide ricinoléique, ou des acides naphténiques, tels que ceux qu'on obtient comme sous-produits dans le raffi- nage du pétrole.
Les polyamines à partir desquelles on peut préparer les dé- rivés diacyle ou polyacyle précités sont par exemple l'éthylène diamine, la diéthylèn& triamine, triéthylène tétramine, hexaméthylène diamine, décaméthy- lène diamine, hydroxyéthyl éthylène diamine, et 1,3-diamino-2-propanalo Des exemples de ces amides sont la N,N'-distéaryl éthylène diamide, N,N'-dioléyl hexaméthylène diamide, N,N'-dilauryl décaméthylène diamide, N,N'-dinahtényl éthylène diamide, tristéaryl diéthylène triamide, le palmityl ester de N,N'- dipalmityl -N'-bêta-hydroxyéthyl éthylène diamide et le lauryl ester de 1,3-
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di (7a.urylamido )
-2-propanol
Les liquides organiques ne se mélangeant sensiblement pas avec l'eau qui servent à préparer les compositions anti-mousse suivant l'invention sont de préférence sensiblement non volatils à la température à laquelle les compositions doivent être employées, et ne pas dissoudre sinon relativement peu les polyamides à cette température. De plus ces liquides ne doivent pas réagir avec la polyamide ou les éléments du liquide à traiter par la composi- tion anti-mousse. Les liquides à choisir de préférence sont les distillats d'hydrocarbures de pétrole, tels que l'essence lourde (white spirit), le pé- trole lampant et les huiles lubrifiantes légères, telle que l'huile de bro- ches. On peut employer également les huiles plus visqueuses, telles que les huiles lubrifiantes lourdes et les fuel oils, mais elles conviennent généra- lement moins bien.
D'autres liquides organiques qui peuvent être choisis sont les alcools supérieurs, en particulier les alcools à chaîne d'atomes de car- bone ramifiées, ou dont le groupe hydroxyle ne se trouve pas à l'extrémité de la chaîne d'atomes de carbone, les cétones correspondant à ces alcools et les esters supérieurs et hydrocarbures halogènes qui remplissent les condi- tions précitées. Dans certains cas ces liquides organiques peuvent aussi pos- séder des propriétés anti-mousse plus ou moins accentuées, tels que les al- cools et esters supérieurs. Les hydrocarbures liquides qu'on choisit de pré- férence dans les compositions suivant l'invention possèdent eux-mêmes des propriétés anti-mousse jusqu'à un certain point.
Mais ces propriétés anti- mousse sont relativement peu accentuées et on constate que lorsque des hy- drocarbures servent eux-mêmes d'agents anti-mousse la mousse se reforme fa- cilement lorsqu'on agite de nouveau la solution aqueuse.
Les compositions anti-mousse suivant l'invention peuvent se pré- parer par les procédés ordinaires de la technique. Un procédé commode consis- te à chauffer les polyamides dans le liquide organique à une température à laquelle une solution se forme, puis à refroidir la solution rapidement en l'agitant ou la secouant vigoureusement, en provoquant ainsi la séparation
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de la polyamide sous forme de dispersion de fines particules. On peut aussi broyer la polyamide solide avec le liquide jusqu'au degré de finesse nécessai- re dans un broyeur ou autre désintégrateur d'un type quelconque-approprié.
Les proportions relatives de polyamide et de liquide organique ne se mélangeant pas avec l'eau qui servent à préparer les compositions sui- vant l'invention peuvent varier entre des limites très étendues. Etant donné . qu'il y a généralement lieu de doser la quantité de la composition ajoutée a' une solution mousseuse, il est en général avantageux que la composition puisse se verser facilement. Les proportions choisies dans chaque cas particulier sont influencées dans une certaine mesure par la nature de la solution mousseuse à traiter ainsi qu'on le verra par les résultats des essais indiqués plus.loin.
La puissante action anti-mousse exercée par les compositions sui- vant l'invention peut être démontrée en ajoutant quelques gouttes d'une sus- pension à l'état de fine division de N,N'-distéaryl éthylène diamide dans l'essence lourde (white spirit) à une solution aqueuse diluée mousseuse d'un mélange de sels de sodium d'esters alkyl sulfurique secondaires supérieurs, tels que ceux qui sont connus sous le nom de la marque déposée"Teepol" et en constatant que la mousse disparaît immédiatement et complètement. Si on cher- che à reformer la mousse en agitant le liquide, on n'obtient aucun résultat, l'addition empêche complètement la mousse de se.reformer sans exercer aucune action nuisible sur le pouvoir de mouillage ou de détersion de la solution ni sur sa teneur en substance active.
On obtient des résultats analogues avec une dispersion de N,N'-distéaryl hexaméthylène diamide dans l'essence lour- de (white spirit)o
Les propriétés anti-mousse des compositions suivant l'invention sont indiquées quantitativement dans le tableau 1 qui donne les résultats d'es- sais de formation de mousse à la température ambiante de 15 C dans des solutions aqueuses contenant 1 %, 0,1 % et 0,01 % en poids de Teepol et en faisant va- rier les proportions de la suspension de N,N'-distérayl éthylène diamide dans l'essence lourde (white spirit) contenant 0,6 gr. de diamide par litre de sus- pension. A titre de comparaison les résultats d'essais identiques effectués avec des proportions équivalentes d'essence lourde (white spirit), seule sont donnés entre parenthèses.
Il est facile de voir qu'une addition ne dépassant pas une partie par million de diamide sous forme de suspension dans l'essence lourde (white spirit) fait diminuer la quantité de mousse formée d'une maniè- re frappante..
Au cours de ces essais on a introduit la quantité calculée de com- position anti-mousse dans un cylindre de mesure gradué, bouché de 250 cm3, con- tenant 60 cm3 de solution de Teepol et on a renversé le cylindre 25 fois. On relève séparément les volumes de la liqueur et de la liqueur + la mousse 30 secondes après avoir renversé le cylindre et après l'avoir laissé reposer pen- dant 10 minutes. Les résultats sont donnés sous forme du volume de mousse ob- tenu par différence au bout de 30 secondes Fo et au bout de 10 minutes F10 a- près le renversement du cylindre.
Tableau 1 - Essais de formation de mousse avec une suspension de N,N'-distéaryl éthylène diamide (DSED) - essence lourde (white spirit) dans des solutions aqueuses de Teepol à 15 C + avec 6 gr/1 DSED dans l'essence lourde (white spirit), tous les autres ré- sultats étant obtenus avec 0,5 gr/1 de DSED dans l'essence lourde (white spi- rit).
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Teepol 0 non
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<tb> dilué <SEP> F10 <SEP> >110 <SEP> 7 <SEP> (90) <SEP> 7 <SEP> (60) <SEP> 0 <SEP> (40) <SEP> 0 <SEP> (90) <SEP> 0 <SEP> (60) <SEP> 0
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-Les compositions anti-mousse suivant l'invéntion ont la même effi- cacité dans les milieux neutres, alcalins et acides, ainsi qu'il ressort du tableau 2 ci-dessous qui donne les résultats des essais des propriétés anti- mousse d'une suspension de la N,N'-distéaryl éthylène diamide dans le pétrole lampant sans odeur dans dés solutions neutres, acides et alcalines de "Teepol", effectués de la manière décrite ci-dessus,
la température étant maintenue à 70 C pendant toute la durée des essais.
Tableau 2 - Essais de formation de mousse avec des suspensions de N,N'-distéaryl éthylène diamide DSED - pétrole lampant dans des solutions a- queuses de Teepol à 70 Ce
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<tb> Poids <SEP> de <SEP> DSED <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> DSED <SEP> Solution <SEP> détersive
<tb> par <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP> de <SEP> dans <SEP> la <SEP> suspen- <SEP> 0,3% <SEP> en <SEP> poids/vol. <SEP> de <SEP> Teepol
<tb> sol. <SEP> détersive <SEP> sion <SEP> de <SEP> pétrole
<tb> lampant <SEP> Neutre <SEP> +2% <SEP> en <SEP> poids/volo <SEP> +2% <SEP> en <SEP> poids
<tb> % <SEP> en <SEP> poids/vol, <SEP> de <SEP> NaOH <SEP> vol. <SEP> de <SEP> H2SO4
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<tb> F <SEP> F10 <SEP> F <SEP> F10 <SEP> F <SEP> F10
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<tb> ----------------------------------------------------------------------------Néant <SEP> Néant <SEP> :
<SEP> 182 <SEP> 45 <SEP> 153 <SEP> 33 <SEP> 182 <SEP> 22
<tb> 0,001 <SEP> gr. <SEP> 2,5 <SEP> néant <SEP> néant <SEP> néant <SEP> néant <SEP> néant <SEP> néant
<tb> 0,5
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La concentration de la polyamide en dispersion qui est nécessaire pour obtenir la protection qui convient contre la formation de la mousse, va- rie avec les conditions spéciales de la solution à traiter et la nature de la polyamide employée. Par exemple, la température de la solution à traiter exer- ce une influence notable sur la concentration nécessaire de la polyamide.
Lorsque la température augmente, la mousse devient dé plus en plus instable et par suite la quantité de compositions anti-mousse, qui est néces- saire pour empêcher la formation de la mousse dans les solutions aqueuses
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diminue au furet à mesure que la température augmentee Par exemple, on empê- ' che complètement la formation de la mousse dans une solution à 0,1 % en "Teepol" avec deux parties par million de diamide à 80 C, tandis qu'à 15 C, 50 parties par million environ sont nécessaires à cet effeto
Les compositions suivant l'invention consistent encore en sus- pensions de fines particules des polyamides dans les liquides organiques ne se mélangeant pas avec l'eau, stabilisées sous forme d'émulsions.
On dispose ainsi de compositions dont les particules n'ont sensiblement aucune tendance à se séparer au reposCes émulsions peuvent être préparées au moyen d'un agent émulsifiant connu quelconque des types anionique, cationique ou nonio- nique tels que les. sels des métaux aldalins, des esters d'acides alkyl sul- furiques supérieurs et des acides alkyl aryl sulfoniques, les sels métalli- ques des acides gras supérieurs, les sels d'ammonium quaternaires contenant un groupe alkyle à longue chaîne lié à l'atome d'azote, et les produits de condensation des alkyl phénols avec l'oxyde d'éthylène. Les émulsions sont de préférence du type de l'eau dans l'huile.
Etant donné que les polyamides précitées favorisent elles-mêmes la formation des émulsions du type de l'eau dans l'huile, il suffit d'incorporer une proportion relativement faible des autres agents émulsifiants choisis. Par exemple, le "Teepol" est un agent émulsifiant qui convient parfaitement à la préparation d'une émulsion de ce type de l'eau dans l'huile, ainsi qu'il est décrit dans l'exemple suivant dans lequel les poids sont indiqués en kgs et les volumes en litres-.
On refroidit à 70 C une solution de N,N'-distéaryl éthylène diamide préparée en dissolvant une partie en poids d'amide dans 40 parties en volume de pétrole lampant sans odeur à 110 C et on y ajoute progressi- vement en agitant une solution de 40 parties en volume d'eau contenant 0,6 partie en volume de "Teepol ", également à 70 Co On refroidit à la tempéra- ture ambiante la suspension en grosses particules ainsi obtenue et on la fait passer dans un broyeur à colloïde, de faon à obtenir une émulsion .stable, crémeuse, de couleur blanche. La faible quantité de crème qui se forme en laissant reposer l'émulsion pendant quelques jours se redisperse facilement en agitant l'émulsion.
On peut si on le désire atténuer ou supprimer la formation de cette légère quantité de crème en incorporant à l'émulsion une faible quantité d'un émulsifiant supplémentaire d'eau dans l'huile. Par exemple, on a obtenu d'excellents résultats à cet effet avec une addition atteignant 1,6 % en poids basée sur le poids total de la composition de stéarate de magnésium, une proportion comprise entre
0,5 et 0,9 % en poids:étant généralement suffisante. On peut ajouter une faible quantité d'essence de pin ou autre parfum poar faire acquérir une odeur agréable à la composition.
On a essayé un échantillon de l'émulsion préparé de la manière ci-dessus à laquelle on avait ajouté une faible quantité d'essence de pin à titre de désodorisant, dans une machine mécanique à laver la vaisselle d'une capacité d'environ 100 litres remplie avec une liqueur de lavage con- tenant 0,57 % en poids de "Teepol" à 90 Co On a presque complètement empê- ché la formation de la mousse pendant toute la durée du fonctionnement de la machine (15 minutes) en ajoutant à la liqueur de lavage 100 cm3 de l'émul- sion précitée. L'addition de cette émulsion n'a exercé aucune influence Sur les propriétés de la liqueur de lavage et les assiettes n'ont conservé au- cune odeur résiduelle.
On a également obtenu des résultats complètement satisfaisants avec une liqueur de lavage semblable contenant du "Teepol" et l'émulsion précitée de distéaryl éthylène diamide dans les machines à laver mécaniques du type à jet sous pression telles qu'on les utilise dans les laiteries.
Les compositions anti-mousse suivant l'invention peuvent être ajoutées à la solution aqueuse dans laquelle il s'agit d'empêcher la mousse de se former ou aux substances liquides quelconques, qui servent à préparer ces solutions aqueuses. Par exemple, lorsque les compositions anti-mousse servent à empêcher la mousse de se former dans les liqueurs aqueuses de la- vage, on peut ajouter la composition à la liqueur de lavage pendant qu'on
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s'en sert, ou aux solutions de substances à activité superficielle'qui ser- vent à préparer la liqueur de lavage ou même à l'eau, avant d'y ajouter la substance à activité superficielle.
Les compositions anti-mousse suivant l'invention, incorporées aux solutions concentrées d'agents à activité superficielle, forment donc des compositions qui ne moussent pas et qui, diluées avec de l'eau à la concentration qui convient à leur usage, conservent leurs caractéristi- ques anti-mousse dans les conditions normales d'utilisation ou dans les conditions d'utilisation auxquelles les compositions sont particulièrement destinées.
Par exemple, en ajoutant 1,5 partie en volume d'une suspension contenant 60 g/1 de N,N'-distéaryl éthylène diamide dans l'essence lourde (white spirit) à 60 parties en volume de "Teepol" pur, on obtient un liqui- de qui ne forme pas de mousse lorsqu'on le dilue à l'état d'une solution a- queuse contenant 1 % en poids de Teepolo
Ces produits concentrés ne formant pas de mousse sont particuliè- rement intéressants dans les compositions d'arrosage en horticulture et en agriculture, auxquelles on incorpore au cours de leur préparation des agents d'étalage (désignés en anglais par ."spreaders") qui facilitent le mouillage des arbres et des plantes à arroser.
Ces agents sont des compositions conte- nant une forte proportion d'agents de mouillage, tels que le "Teepol" et la quantité excessive de mousse qui se forme au moment du mélange peut donner lieu à de graves inconvénients. Mais on peut supprimer la formation de cette mousse d'une manière efficace en incorporant à l'agent d'étalage avant de s'en servir, la proportion.nécessaire des suspensions ou émulsions anti- mousse suivant l'invention.
Quoique l'invention ait été décrite en particulier en tant que s'appliquant aux compositions anti-mousse qui consistent dans des dispersions de NN'-distéaryl éthylène diamine dans l'essence lourde (white spirit) ou le pétrole lampant et à la suppression de la mousse des solutions aqueuses de "Teepol" au moyen de ces compositions, ces applications ne doivent être con- sidérées qu'à titre d'exemple et non de limitation de l'invention.
Les com- positions suivant l'invention sont également efficaces en atténuant ou em- pêchant la mousse de se former dans les liquides aqueux contenant d'autres agents à activité superficielle des types anionique et cationique, tels que par exemple les alkyl aryl sulfonates, les alkyl sulfonates et les sels d'am- monium quaternaire et du type non ionogène tels que les produits dérivés par condensation des alkyl phénols avec l'oxyde d'éthylène. Ces compositions sont également efficaces dans les compositions aqueuses contenant des agents de formation de la mousse de provenance naturelle, par exemple dans la fabrica- tion de la colle, caséine, protéines hydrolysées, pâte à papier, levures, et dans diverses opérations chimiques telles que la neutralisation par la chaux de la boue d'acide sulfurique provenant des opérations de raffinage du pétrole.
Les compositions suivant l'invention peuvent aussi servir à em- pêcher la mousse de se former dans les mélanges dont l'eau ne constitue pas l'élément principal. Par exemple les fuel oils contenant plus d'l % environ d'eau, forment une quantité excessive de mousse lorsqu'on les chauffe. Une grande quantité de mousse se forme également dans les usines à gaz lorsqu'on détruit par chauffage les émulsions aqueuses d'huile de goudron. De plus, les huiles lubrifiantes ont tendance à se mouiller de faibles quantités d'eau en service et dans certaines conditions, par exemple la présence de sels dé- tersifs dans l'huile peut donner lieu à la formation d'une quantité gênante de mousse susceptible de provoquer les interruptions de la lubrification et une usure excessive ou même le grippage des pièces lubrifiées.
On empêche d'une manière efficace la mousse de se former dans ces conditions en incor- porant une faible proportion d'une dispersion ou émulsion suivant l'invention.
Il peut être avantageux dans ces applications de choisir à titre de liquide ne se mélangeant pas avec l'eau une huile d'hydrocarbure dont la viscosité et/ou l'intervalle des points d'ébullition sont comparables à ceux de l'hui- le à traiter.