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PROCEDE DE FABRICATION DE METHYLCELLULOSES SOLUBLES DANS L'EAU.
Lors de la fabrication de dérivés cellulosiques solubles dans 1' eau, on s'efforce d'obtenir un produit exempt le plus possible de fibres en so- lution aqueuse vu que ces dernières diminuent la transparence de la solution aqueuses et abaissent le rendement du dérivé cellulosique
On a trouvé présentement qu'il est possible d'obtenir des méthyl- celluloses complètement solubles dans l'eau par une réaction rapide.et facile lorsqu'on fait réagir à des températures comprises entre 40 C et 90 C l'alcali- cellulose avec une quantité en poids de chlorure de méthyle qui est au moins le quintuple du poids de la cellulose séchée à l'air mise en jeu.
On exécute le procédé par exemple comme suit : on prépare l'alea- licellulose de la manière habituelle au moyen de soude caustique à 30-40%.
On peut la défibrer avant la réaction. Toutefois, on peut également traiter des morceaux grossiers ou non concassés de feuilles d'alcalicellulose. Du fait que suivant l'invention on traite l'alcalicellulose avec du chlorure de méthyle li- quide à des températures supérieures au point d'ébullition de ce dernier, il est indispensable d'utiliser des réacteurs résistant à la pressiono Après char- gement du réacteur avec l'alcalicellulose on introduit le.chlorure de méthyle à l'état liquide par exemple par pompage. La température réactionnelle doit être comprise entre 40 et 90 C. On opère de préférence vers 60-70 C.
La pres- sion dans le réacteur s'établit alors vers 15 à 20 atmosphères en rapport avec la tension de vapeur du chlorure de méthyle à cette température. La réaction se fait très rapidement et est presque achevée déjà au bout d'une à deux heures.
La quantité de chlorure de méthyle consommée est proportionnelle à la quantité d'alcali fixé par la cellulose. En modifiant cette quantité d'alcali on peut in- fluencer le degré d'éthérification de la méthylcelluloseo L'excès de chlorure de méthyle peut être enlevé du réacteur à l'état liquide ou on peut le chasser par distillation. L'achèvement du traitement de la méthylcellulose obtenue se
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fait suivant les procédés connus en soi,par exemple par lavage à l'eau chaude et séchage
Il est connu de préparer des méthylcelluloses par réaction de 1' alcalicellulose avec du chlorure de méthyle gazeux sous une pression de quelques atmosphères et à des températures élevées.
Il est en outre connu de convertir en éther cellulosique 1-alcali-cellulose par réaction avec des alkyles halogé-'
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nés liquides ou gazeux à des températures dépassant 100 C. En utilisant du ah1CSt- rure de méthyle comme agent d'alkylation on obtient dans ces conditions des produits insolubles dans l'eau, solubles dans les solvants organiques et pré- cipitables par l'addition d'eau. Il est de ce fait très surprenant de pouvoir fabriquer principalement des dérivés cellulosiques solubles dans l'eau avec l'emploi de chlorure de méthyle liquide.
Par rapport aux procédés connus le procédé de 1-'invention possède un certain nombre d'avantages. Contrairement au procédé travaillant avec du chle- rure de méthyle gazeux, on obtient dans le procédé de l'invention des méthyl- celluloses presque complètement solubles dans l'eau. Alors que les méthylcel-
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luloses, obtenues par le-procédé mentionné au début avec un courant de ehlora- re de méthyle gazeux, contiennent le plus souvent 15-20% et davantage de frac- tions insolubles dans l'eau, les mêthyleellulosesobtenues par le nouveau pre- cédé donnent dans l'eau froide des solutions lisses et claires dans lesquelles on peut à peine déceler des fractions insolubles. Pour ce motif également le rendement des méthylcelluloses obtenues suivant l'invention est plus grand.
Au cours de la fabrication des dérivés cellulosiques il est très important d'avoir un bon contrôle de la température du.fait que les surchauffes locales d'une part engendrent une décomposition de la cellulose et d'autre part causent des méthylations trop poussées,et peuvent ainsi influencer défavorable- ment les propriétés des produits obtenus. Par la présence du chlorure de méthy- le à l'état liquide il est maintenant possible de régler beaucoup plus facile- ment la température. Dans le procédé de l'invention, la quantité de chaleur dé- gagée à l'endroit de la réaction se répartir sur une masse beaucoup plus grande qu'il est possible de le faire par le procédé dans lequel on travaille avec du chlorure de méthyle gazeux.
De ce fait le danger d'une élévation indésirable- de la température est beaucoup plus réduit, et on arrive à une conversion parti-
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cu3..èrement régulière de la cellulose. De cette façon on peut obtenir des mé- thyleelluloses de viscosité particulièrement élevée,, ou bien, lorsqu'on désiw des méthylcellulose de viscosité moindre, on peut soumettre 1' a&alieellnlose avant la réaction à une décomposition contrôlée et éviter une décomposition incontrôlable au moment de la méthylation.
On peut améliorer la dissipation de la chaleur de réaction, par- ticulièrement dans le traitement de grandes quantités, lorsqu'on fait circuler
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le chlorure de méthyle liquide à travers l'alaaliee1lnloseo Ceci est réalisable par exemple en utilisant un réacteur muni d'une tuyauterie latérale qui part du sommet et retourne au réacteur par la partie du fond. Lorsqu'on chauffe le réac= teur et que par contre on refroidit la tuyauterie latérale, il s'établit alors
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une circulation du chlorure de méthyle à travers l'alca.Ucellulose. Il apparaît en outre avantageux dans le traitement de quantités industrielles de munir le réacteur d'un réfrigérant à reflux. Le chlorure de méthyle de reflux peut être réintroduit à des endroits quelconques du réacteur.
On peut agiter la masse réactionnelle au moyen de dispositifs quelconques, par exemple des malaxeuses, des vis sans fin, par l'emploi d'auto- claves rotatifs ou de dispositifs similaires, mais on obtient également des méthylcelluloses de bonne solubilité sans agiter la masse. Ceci aussi, vu les difficultés que présente l'agitation de la masse fibreuse, constitue un avantage important du nouveau procédé.
EXEMPLE I.
On imprègne 11 kg de cellulose sulfitée sous la forme habituelle en feuilles avec un excès de soude caustique à 33% et., après décantation de
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la soude caustique en excès, on presse jusqu'à obtention de 19 kg d' alaalieel- l111oseo On défibre grossièrement ces 19 kg d'alcalicel-
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lulose et les introduit en même temps que 70 kg. de chlorure de méthyle dans un autoclavele chlorure de méthyle étant pompé dans l'autoclave à partir d' un réservoir sous pression. L'autoclave est muni d'un réfrigérant à reflux et le liquide de reflux revient à l'autoclave par le bas. On porte l'autoclave à 600 C en l'espace d'une heure et maintient cette température pendant deux heures.
La pression s'établit de ce fait aux environs de 14 atmosphèrese Après cela, on porte la température à 70 C en une demi-heure environ. On interrompt ensuite le chauffage, fait passer l'excès de chlorure de méthyle dans un ré- servoir sus pression réfrigéré et on élimine le restant du chlorure de méthyle demeuré dans l'autoclave en faisant le vide dans l'autoclave. On purifie la méthylcellulose obtenue par lavage à l'eau chaude. On obtient une masse fibreu- se blanche qui se dissout de façon pratiquement complète dans de l'eau froide en une solution lisse fortement visqueuse,,dans laquelle on distingue à peine des fibres insolubles.
EXEMPLE 110 On plonge 8 kg. de linters de coton, ayant une teneur en humidité de 6% et une teneur en ci, -cellulose de 98%, ces deux quantités étant cal- culées sur cellulose sèchedans 210 kg. de soude caustiqueà 32,9% pendant 1 1/2 heures à une température de 12-14 C. Après séparation de l'excès de lessive et pressage, il reste 2296 kg. d'alcalicellulose que l'on déchiquète en mor- ceaux de la grandeur du creux de la main et que l'on introduit aussitôt dans un autoclave de 100 litres de capacitéo Après 5 heures, on fait le vide dans l'autoclave et on introduit 66 kg. de chlorure de méthyle liquide venant d'un réservoir sous pression. Sans agiter, on élève la température de l'autoclave depuis 20 C jusqu'à 60 C en l'espace de 10 minutes.
On maintient la température à 60 C pendant une heure et à 80 C pendant 2 heures. La pression dans l'auto- clave s'élève à 13 atmosphères à 60 C et à 20 atmosphères à 80 Ce Lorsque la réaction est terminée on élimine 28 kg de chlorure de méthyle à l'état liquide.
On chasse de l'autoclave 30 kg de chlorure de méthyle par distillation. Il reste dans l'autoclave de la méthylcellulose contenant du sel de cuisine et de l'eau comme impuretés. Le traitement se fait suivant les méthodes habituel- les par lavage à l'eau chaude. Après le séchage on obtient 8,3 kg d'une méthyl- cellulose à 5-6% d'humidité environ. Par agitation dans une quantité d'eau cent fois plus grande, le produit donne une solution visqueuse qui peut non seulement servir comme colle à papier, colle de tapissier et pour d'autres ap- plications similaires, mais aussi, à cause de l'absence de fibres et de la bon- ne transparence, comme agent épaississant, surtout pour les aliments et les denrées alimentaires.
REVENDICATIONS. la - Procédé de fabrication de méthylcelluloses solubles dans 1' eau par réaction de l'alcalicellulose avec du chlorure de méthyle, caractérisé en ce qu'on fait réagir, à des températures comprises entre 40 et 90 C.,l'al- calicellulose avec une quantité en poids de chlorure de méthyle liquide qui s'élève au moins au quintuple du poids de cellulose sêchée à l'air mise en jeu.