BE500417A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE DE PREPARATION DE DISPERSIONS STABLES D'ETHERS'DE CELLULOSE ET 
PRODUITS OBTENUS. 



   La présente invention concerne la préparation de compositions aqueu- ses stables dont le pH est compris entre 5 et 9 et comprenant des éthers de cellulose solubles dans les alcalis et insolubles dans 1-'eau.      



   Dans les applications industrielles courantes des éthers connus de cellulose solubles dans les alcalis et insolubles dans l'eau, en vue de la fabrication d'articles façonnés tels que des filaments, fibres, feuilles et analogues, ou du revêtement ou du finissage de ces   articles.,   les éthers sont en généralutilisés sous forme de solutions alcalines aqueuses, ce qui rend nécessaire leur traitement ultérieur au moyen d'un acide afin de neutraliser l'alcali et de libérer ou précipiter ainsi l'éthero Les solutions aqueuses de ces éthers dans la soude caustique produites industriellement jusqu'à ce jour sont coagulées lorsque l'alcali caustique est dilué ou neutralisé partiel- lemento 
On sait également préparer des éthers de cellulose solubles dans   l'eau-,   en même temps que dans les solutions alcalines aqueuses diluées.

   On prépare ces éthers en faisant réagir la cellulose avec un agent convenable d'é- therification, en présence d'un alcali. On obtient ainsi une masse comprenant   l'éther   et des impuretés formées au cours de la réaction. Lorsque l'éther est soluble dans l'eau, on ne peut le purifier que par épuisement au moyen de sol- vants organiques relativement coûteux!! tels que   l'alcool,   ou par dialyse. 



   La présente invention se propose de fabriquer des compositions a- queuses stables dont le pH est compris entre 5 et 9, contenant des éthers de cellulose solubles dans les alcalis et insolubles dans l'eau et ne renfermant pas d'alcali caustique libreo 
On a trouvé que certains éthers de cellulose solubles dans les al- calis et insolubles dans l'eau, à savoir ceux qui sont solubles dans des solu- 

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 tions alcalines aqueuses dont la concentration est   comprise   entre 0,5 et 4 %, loraqu'on les dissout dans ces   solutions..,   restent en   solution     lorsque   l'alcali   caustique   libre est complètement neutralise ou que le pH de la solution   neutra-   lisée est réglé entre 5 et 9.

   De   sème;;     une   solution ou une dispersion   colloï-   dale stable de   l'un   quelconque de ces éthers reste stable lorsque la concentra- tion de cette solution alcaline aqueuse (comprise entre 0,5 et 4 %) est abais- sée au-dessous de 0,5 5. On peut effectuer la   neutralisation   et/ou le réglage ultérieur du pH au moyen   d'un   acide;, d'un sel   aeide,   d'un sel d'ammonium, ou par réaction avec l'éthylène-chlorhydrine le clhoroacétate de   sodium;,     etc...   



   Lorsqu'on neutralise des solutions alcalines des éthers:, il se forme également un sel alcalin de l'acide utilisée par exemple de l'acétate de sodium, du borate de sodium, de l'acétate de potassium, etc. qu'on peut ou non élimi- ner, étant donné qu'on peut utiliser directement ces solutions colloïdales sous la forme dans laquelle elles sont obtenues.. Les matières traitées au moyen de ces solutions neutralisées,, dont le pH peut atteindre   9,   n'ont pas besoin d'être traitées ultérieurement par un acide en vue d'abaisser le pH, étant don- né que ces matières ne sont pas endommagées au cours du séchage* par la chaleur et que la matière séchée ne présente pas une réaction alcaline nuisible, contrai- rement à ce qui aurait lieu si la basicité était due à une base caustique libre. 



   La particularité remarquable de l'invention réside dans la décou- verte de ce que ces éthers de cellulose solubles dans les alcalis et insolubles dans l'eau ne sont ni coagulés ni amenés à l'état de gel lorsque l'alcali libre des solutions alcalines de ces éthers est neutralisé avec ou sans réglage sup- plémentaire du pH entre 5 et 9, mais que les éthers restent à l'état, dispersé dans le milieu aqueux neutre ou acide; 
On peut préparer les éthers de la présente invention directement à partir de la cellulose., ou à partir d'éthers intermédiaires de cellulose fai- blement substitués solubles de la manière usuelle dans des solutions alcalines dont la concentration est comprise entre 5 et   10   %. 



   Après avoir obtenu   l'éther,   on peut neutraliser l'alcali restant én ajoutant un acide à .la masse réactionnelle ou en agitant celle-ci dans un excès d'acide dilué. 



   On peut utiliser directement la solution ou dispersion colloïdale ainsi obtenue. Si on le   désirea   on peut séparer l'éther de la dispersion,le laver à   l'eau  de préférence chaude, jusqu'à ce   qu'il   soit exempt de sel acide, et enfin le sécher. Ces éthers de cellulose sont insolubles dans   l'eau   et peu- vent être purifiés par lavage à   l'eau   lorsqu'on désire éliminer les sels et autres impuretés formés au cours de la réaction d'éthérification.

   Pour   prépa-   rer à partir du produit purifié sec une solution prête à   l'usage,   on dissout ce produit dans une solution alcaline aqueuse dont la concentration est com- prise entre 0,5 et 4% puis, lorsque la dissolution est   achevée,   on ajoute la quantité nécessaire d'acide sous forme solide;, liquide ou en solution,. et l'on dilue éventuellement la solution aqueuse avec de l'eau et/ou de la   glace,   avan; ou après addition de l'acide. le pH de la solution colloïdale obtenue peut être compris entre   5 et   9 et elle se présente à l'état fluideexempte de gels,, prête à être directement utilisée sans aucun autre traitement ultérieur. 



   L'exemple ci-après montrera bien comment l'invention peut être mise en oeuvre : 
On place dans un triturateur 333 parties d'alcali-cellulose conte- nant 100 parties d'alpha cellulose et 50 parties d'hydroxyde de sodium,, auxquelles on ajoute, en l'espace de cinq   heures,   an agitant constamment:, de 20à 80 par- ties d'oxyde d'éthylène et en maintenant la température à 20 .

   Le temps pen- dant lequel on ajoute l'agent d'éthérification peut varier de 1 à 20 heures et la température peut varier entre 15 et 50  On laisse vieillir le mélange réactionnel pendant 20 heures à 20 , après quoi on neutralise l'alcali restant ou on acidifie en ajoutant de 60 à 176 parties d'acide phosphorique à   70%.     Le-   temps de vieillissement peut varier de 0 à   240   heures et la température au cours de cette période peut s'abaisser entre 15 et 50  On lave ensuite la masse avec de   l'eau;,   à la température de   90 ,   jusqu'à ce qu'elle soit exempte de sels 

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 et autres impuretés, puis on la sèche.

   On obtient un éther formé d'hydroxyé- thyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,3   à   1,3 groupes   hydroxyé-   thyle par radical glucose (C6H10O5),  éther   qui est soluble à la température ordinaire, ou aux températures plus basses dans une solution aqueuse d'hydroxy- de de sodium présentant une concentration comprise entre 0,5 et 4%. Les éthers d'hydroxyéthyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent.de 0,3 à 1;3 grou- pes hydroxyéthyle par radical glucose conviennent à la mise en oeuvre de la présente invention. 



   On mouille six parties de l'éther d'hydroxyéthyl-cellulose, obtenu comme indiqué ci-dessus, avec 60 parties d'eau et on y ajoute en agitant 32 parties d'eau contenant 2 parties d'hydroxyde de sodium. Lorsque l'éther est complètement dissous, on ajoute graduellement, tout en agitant, une quantité d'acide acétique suffisante pour que le pH de la solution obtenue, comprenant l'éther et de l'acétate de sodium, soit compris entre 5 et 9. La solution est fluide et l'éther n'a pas tendance à se prendre en gel au repos ou par dilution de la solution avec de   l'eau,   ou de la glace. 



     A   titre d'autres éthers de cellulose solubles dans les alcalis et insolubles dans l'eau qui forment des solutions stables, exemptes d'alcali caus- tique et dont la valeur du pH est comprise entre 5 et 9, on peut citer la   méthyl-   cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,5 à 1,3 groupes méthyle par radical glucose, l'éthyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,5 à 1,3 groupes éthyle par radical glucose, et la   carboxyméthyl-cellulose   conte- nant en moyenne l'équivalent de 0,05 à 0,8 groupe carboxyméthyle par radical glucose. 



   On peut préparer des dispersions stables selon l'invention en vue d'usages particuliers en   choisissant   l'alcali et l'acide ajouté à la solution alcaline en vue de régler le pH entre 5 et 9. Si on envisage de l'utiliser comme épaississant pour peintures, on peut dissoudre l'éther dans une solution aqueuse à 3   %   d'hydrQxyde de baryum, que l'on neutralise par de l'acide sulfu- rique. Si l'on désire préparer une composition d'encollaged'enduisage ou de finissage, on peut dissoudre l'éther dans une solution aqueuse   d'hydroxyde   de sodium ou de potassium dont la concentration est comprise entre 0,5 et   4   % puis neutraliser par de l'acide acétique. L'acétate formé agit comme plasti- fiant de la composition.

   Pour obtenir des compositions ignifuges., on peut dis- soudre l'éther dans une solution d'hydroxyde de sodium dont la concentration est comprise entre 0,5 et 4 %, neutralisée par de l'acide borique, puis chauf- fer ou traiter avec du sulfate de zinc. On peut ajouter d'autres matières i- gnifuges connues, telles que la silice ou le silicate de sodium. On peut ob- tenir des compositions hydrofuges en dissolvant l'éther dans de l'hydroxyde de sodium, neutralisant avec de l'acide acétique, puis en ajoutant d'autres substances hydrofuges telles que l'acétate   d'aluminium..   



   Les solutions colloidales selon l'invention sont compatibles avec la viscose, les solutions de   cuprammonium,   les solutions de la cellulose dar.s divers solvants organiques et minéraux qui ne constituent pas des agents dE coagulation pour   l'éther,   le latex, les dispersions aqueuses de caoutchouc ar- tificiiel, les gommes, les résines naturelles et synthétiques, la caséine, la . gélatine, les éthers de cellulose solubles dans l'eau et autres colloïdes hydre... philes, les   cires,   les graisses et les huiles minérales et   végétales.  

Claims (1)

1. RESUME.

   ------------ L'invention comprend n ot amment : 1 ) Une dispersion colloïdale aqueuse stable d'un éther de cellu- lose insoluble dans l'eau et soluble dans les alcalis et d'un sel métallique alcalin, caractérisée en ce que la dite dispersion est exempte d'alcali libre et que la valeur de son pH est comprise entre 5 et 9.

   2 ) Une variante de cette dispersion dans laquelle le sel métalli- que alcalin est de l'acétate de sodium ou de potassium ou ''au borate de sodium. <Desc/Clms Page number 4>

   3 ) Un procédé de préparation de la dispersion spécifié sous 1 ) et 2 ), caractérisé en ce qu'on ajoute un acide à une solution alcaline aqueu- se du dit éther dont la concentration en alcali est comprise entre 0,5 et 4 %.

   4 ) Des modes de mise en oeuvre présentant les particularités sui- vantes : a) l'acide utilisé est l'acide borique ou l'acide acétique; b) on utilise comme solution alcaline une solution d'hydroxyde de sodium ; c) 3'éther de cellulose insoluble dans l'eau et soluble dans les alcalis est un éther d'hydroxyéthyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,3 à 1,3 groupes hydroxyéthyle par radical glucose, ou une méthyle-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,5 à 1,3 groupes méthyle par radical glu- cose, ou une éthyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,5 à 1,3 groupes éthyle par radical glucose,, ou une carboxyméthyl-cellulose contenant en moyenne l'équivalent de 0,05 à 0,8 groupe carboxyméthyle par radical glucose;

   d) on prépare la solution alcaline en éthérifiant la cellulose en présence d'une solution alcaline aqueuse jusqu'à ce que l'éther de cellulose soit soluble dans une solution contenant de 5 à 10 % d'alcali, on neutralise l'alcali, on élimine les sels de la masse par des lavages à l'eau chaude., on sèche cette masse jusqu'à ce que sa teneur en eau. soit comprise entre 15 et 70%, on éthérifie la masse humide en présence d'une solution aqueuse d'un al- cali jusqu'à ce que l'éther de cellulose soit soluble dans une solution aqueu- se renfermant de 0,5 à 4 % d'alcali, puis on dissout l'éther dans la dite solu- tion alcaline.