CH265848A - Procédé de préparation d'une éthyl-hydroxyéthyl-cellulose. - Google Patents

Description

  Procédé de préparation d'une     éthyl-hydroxyéthyl-cellulose.       La présente invention a pour objet un  procédé de préparation d'une     éthyl-hydroxy-          éthyl-cellulose,    insoluble dans l'eau, soluble à       O'   <B>C</B> dans des solutions aqueuses de soude  caustique dont la concentration ne dépasse  pas 3 % et insoluble dans les solvants orga  niques.  



  Il est connu de préparer des éthers de cel  lulose qui sont solubles à 0  C dans des solu  tions aqueuses contenant 5 à 10 % de soude  caustique. Toutefois, de telles concentrations  alcalines élevées présentent des inconvénients  pour le finissage ou l'apprêt d'articles textiles  en laine, soie ou rayonne, par le fait que les  alcalis produisent un gonflement nuisible de  la matière et empêchent une pénétration ra  pide de l'éther de cellulose dans la matière.  De plus, de tels éthers de cellulose connus ne  peuvent être utilisés pour l'apprêt du papier,  parce     qu'il@est    impossible de maintenir la con  centration alcaline dans la pulpe de papier,  en sorte que l'éther est, précipité par dilution.

    On n'a pas eu de succès en diluant de telles       solutions    alcalines d'éthers de cellulose connus  solubles dans les alcalis, par addition d'eau  pour donner des     solutions    titrant moins de  3% d'alcali, parce que les solutions diluées  obtenues tendent à former un gel qui présente  peu d'utilité.  



  En     butre,    par les méthodes connues de  préparation d'éthers de cellulose     alcalino-          solubles,    le degré de substitution des groupes  éthérifiant     dans    la     cellulose    n'était jamais    suffisamment uniforme, en sorte qu'il arrivait  fréquemment que le produit soit seulement  partiellement soluble, même dans des solu  tions aqueuses de soude caustique contenant  5 à 10 % d'alcali.  



  On a trouvé que l'on peut obtenir des  nouveaux éthers de cellulose et en particulier  une     éthy        1-hydroxyéthyl-cellulose,    pratique  ment complètement solubles dans (les solutions  aqueuses de soude caustique d'une concentra  tion de tout au plus 3 %, en exécutant la réac  tion     d'éthérification    pendant que la matière  cellulosique de départ. est     dispersée    dans un  liquide aqueux alcalin, ce qui fait que     l'éthé-          rification    est pratiquement uniforme et le  rendement supérieur.  



  Le procédé selon l'invention est caracté  risé en ce que l'on dissout dans un liquide  aqueux alcalin une     hydroxyéthyl-cellulose    fai  blement éthérifiée, puis en ce que l'on traite  la solution ainsi obtenue avec un agent       éthylant,    tout en réglant la température du  mélange réactionnel de manière qu'elle ne dé  passe pas 70  C pendant le traitement, ce der  nier étant     poursuivi    jusqu'à ce que l'on  obtienne un éther de cellulose soluble à 0  C  dans une solution aqueuse de soude     caustique     titrant tout au plus 3%.  



  Dans la mise en     oeuvre    préférée du pro  cédé suivant l'invention,     l'hydroxyéthyl-cellu-          lose    de départ est     dissoute    dans une solution  aqueuse d'alcali présentant une concentration  de 5 à 10%, l'agent     éthylant    est ajouté par      parties au     cours    d'un long laps de temps,  alors qu'on contrôle la température de réac  tion de     manière    qu'elle ne monte pas     au-          dessus    de 70 C,

   puis on continue la réaction  jusqu'à l'introduction du nombre suffisant de       groupes    éthyle par unité de cellulose pour  obtenir l'éther de solubilité désirée. Après  quoi la réaction est     interrompue    et le produit  séparé d'une façon     connue.     



  Parmi les matières cellulosiques qui peu  vent être utilisées pour préparer     l'hydroxy-          éthyl-cellulose    faiblement éthérifiée, servant  de matière de départ dans le procédé de l'in  vention, on peut citer la cellulose dans n'im  porte laquelle de ses formes naturelles et les  produits de transformation de la cellulose,  tels que     l'oxycellulose,        l'hydrocellulose    et les  hydrates de     cellulose    de     toutes    sortes.

   On  peut aussi partir de cellulose alcaline que l'on  convertit d'une manière connue en     hydroxy-          éthyl-cellulose    peu éthérifiée soluble dans des  solutions présentant 5 à<B>10%</B>     d'alcali.     



  Comme agent     hydroxyéthy        lant    pour la  préparation de     l'hydroxyéthyl-cellulose    de dé  part, on peut, par exemple, utiliser de     l'oxyde     d'éthylène ou     un    halogénure d'éthylène  comme la     chlorhydrine    du glycol. Comme  agent     éthylant    pour     l'hydroxyéthyl-cellulose,     on peut utiliser le     sulfate        diéthylique.     



  La réaction     d'hydroxyéthylation    de la, cel  lulose est exécutée de préférence en milieu       alcalin,    pour lequel on peut utiliser n'importe  quel alcalin fort, tel que, par exemple, la  soude caustique, la potasse caustique ou     aine          base    organique forte, telle que la     diméthyl-          amine,    l'hydroxyde de     méthyl-triphényl-          ammonium,    etc., la concentration alcaline  n'étant pas supérieure à 25     %    et de préférence  de     8à10%.     



  On a trouvé que     l'hydroxyéthylation    de la  cellulose a lieu     d'une    façon plus régulière et  plus réglable et qu'un produit plus uniforme  est obtenu si la réaction est exécutée en phase       liquide.    Dans ce but, la cellulose peut être  dissoute ou dispersée dans un milieu alcalin  aqueux approprié, par exemple une solution  aqueuse d'un alcalin fort, et éthérifiée par  addition d'agent     hydroxyéthylant    à la     solu-.            tion    ou dispersion. On peut aussi mettre  l'agent     hydroxyéthylant    en solution dans un  liquide aqueux, puis ajouter la. cellulose à  cette solution.  



  Lors de     l'éthylation    de     l'hy        droxyéthyl-cel-          lulose,    il est désirable d'ajouter l'agent     éthy-          lant    par petites quantités au cours d'une pé  riode de plusieurs heures, avec brassage cons  tant pendant qu'on laisse la température s'éle  ver graduellement de pas     phis        d'environ    10  C  par heure et en empêchant la température de  s'élever à n'importe quel instant au-dessus  de 70  C, le traitement     d'éthérification    étant  exécuté     avec,    ou sans pression.

   Lorsque     l'agent          éthylant    est volatil ou     gazeux,    la réaction est  exécutée dans un récipient fermé. Le progrès  de la réaction peut être suivi par prises       d'échantillons    de temps en temps et précipi  tation de l'éther de cellulose que l'on verse  dans une solution aqueuse chaude à 10  d'acide     sulfurique,    lavage     jusqu'à    élimination  des     sels,    puis en essayant la solubilité dans       une        solution    aqueuse à<B>37,</B> de soude causti  que à 0  C.

   La réaction peut être     continuée          jusqu'à    ce que le produit soit soluble dans  des solutions aqueuses de soude caustique de  n'importe quelle concentration voulue allant  de 3 à 0,5 % ou moins encore, à 0  C. Toute  fois, la réaction est arrêtée avant que l'éther  produit devienne     pratiquement    soluble dans  l'eau. Pour récupérer l'éther de cellulose, le  produit de réaction est traité avec un coagu  lant approprié, tel que, par exemple, un acide       minéral    ou     un    gaz acide, de l'eau chaude ou  une solution chaude de sel "ou de sel acide  pour précipiter l'éther de cellulose. L'éther  précipité est. lavé et séché d'une manière  connue.  



  Il est entendu que les caractéristiques de  solubilité de l'éther cellulosique produit dé  pendent, entre autres, de la période de réac  tion et/ou de la température à laquelle la  réaction est conduite et d'autres facteurs bien       connus    des hommes du métier.    Voici, à titre d'exemple, comment le pro  cédé suivant l'invention peut être mis en       aeuvre         On a préparé     l'hydroxyétht-l-cellulose    de  départ en ajoutant à 100 grammes de pulpe  de bois broyée, 1000 parties d'une solution  aqueuse à 18 % de soude caustique à la tem  pérature ambiante, dans laquelle on laisse  baigner la pulpe pendant 12 heures.

   La masse  est     pressée    jusqu'à trois fois son poids pri  mitif, placée dans un récipient fermé et trai  tée avec 20 % en poids de     chlorhydrine    d'éthy  lène pendant. une période de 3 heures à 20  C,  le mélange réactionnel étant laissé vieillir  pendant 20 heures à 20  C. L'éther cellulosi  que     hydroxyéthylique    est lavé jusqu'à ce qu'il  soit exempt d'alcali et de chlorure de sodium,       puis    est séché d'une manière connue.

   L'éther  de cellulose produit contient 1,66 %     d'hy-          droxyéthyle    ou 0,06 groupe     hydroxyéthyle     par unité de cellulose     (C,Hl"0,)    et est solu  ble dans une solution aqueuse à 8 % de soude  caustique à 15  C.    8 grammes d'éther cellulosique ainsi pré  paré sont     dissous    dans 100 grammes de solu  tion aqueuse à 8 % de soude caustique à 15  C,  puis il est ajouté à la solution 35 % de sulfate       diéthylique    (calculés d'après le poids de  l'éther cellulosique sec).

   Le sulfate     diéthyli-          que    est ajouté lentement avec     brassage    con  tinu pendant environ 5 heures, la tempéra  ture étant réglée de sorte qu'elle soit. de 30  C  à la fin de la troisième heure, de 40  C à la  fin de la quatrième heure et de 60  C à la fin  de la cinquième heure, la réaction étant pra  tiquement complète à la fin de la cinquième  heure. Le produit de la     réaction    est versé  dans une solution aqueuse chaude à. 10 %  d'acide sulfurique, et l'éther cellulosique pré  cipité est lavé avec de l'eau chaude jusqu'à ce  qu'il soit débarrassé d'alcali et de sel, puis est  séché dans un courant d'air chaud et sec.

   Le  produit est un éther cellulosique mixte conte  nant 1,66 %     d'hydroxyéthyle    et 2,01 % d'éthyle  ou 0,15 groupe d'éther mixte par unité de  cellulose     (C,1-11,0;).    Le produit est soluble  dans une solution aqueuse à 2 % de soude  caustique à 0" C, sans résidu, mais     est    insolu  ble dans de l'eau chaude ou froide ou dans  des solvants organiques.

      Le tableau ci-dessous indique la solubilité  dans des solutions aqueuses de     NaOH,    de       l'éthyl-hydroxvéthyl-cellulose    obtenue par le  procédé selon l'invention en fonction de la  quantité d'agent.     éthylant    employée par rap  port à     l'hydroxy-éthyl-cellulose    de départ  
EMI0003.0023     
  
    Parties <SEP> de <SEP> sulfate <SEP> Concentrations
<tb>  diéthylique <SEP> pour <SEP> de <SEP> solutions <SEP> aqueuses <SEP> de
<tb>  100 <SEP> parties <SEP> d'hydroxy- <SEP> NaOH <SEP> qui <SEP> dissolvent <SEP> le
<tb>  éthyl-cellulose <SEP> traitée <SEP> produit <SEP> à <SEP> 0 C
<tb>  10 <SEP> 3%
<tb>  25 <SEP> 2
<tb>  35 <SEP> 2
<tb>  50 <SEP> 1
<tb>  75 <SEP> 0,75
<tb>  100 <SEP> <B>0,5%</B>
<tb>  125 <SEP> 0,

  5       L'éther n'a pas besoin d'être récupéré du  mélange réactionnel qui peut être dilué avec.  de l'eau pour donner une concentration alca  line de<B>370</B> ou moins. Toutefois, l'éther peut  être récupéré, avec ou sans séchage, dissous  directement dans l'alcali de 3 % ou moins de  concentration.  



  Le nouvel éther cellulosique peut être       coagulé    au moyen de n'importe quel coagu  lant approprié pour coaguler la viscose et tel  que, par exemple, des acides minéraux, des  sels, des sels acides et aussi de l'eau chaude.  Parmi les emplois du nouvel éther, on peut  indiquer les suivants:  a) La préparation d'articles     artificiels    de  toutes sortes tels que, par exemple, des films,  des filaments, des bandes, des tubes, des  capsules, de la paille artificielle, des mèches  de fibres et des masses plastiques.  



  b) Comme adhésifs, substituants de la  colle, par exemple pour former des couches  collées de     tissus,    de cuir, de feuilles de métal  et de papier soit avec les mêmes matières, soit  avec d'autres matières et pour fabriquer des  textiles empesés. Vu la faible concentration  alcaline, l'adhésif ne produit pas un gonfle  ment nuisible ou la dissolution de ces matières.  



  c) Comme enduits, revêtements, apprêts,  encollages de toutes sortes, en particulier en  collages pour textiles formés de laine, de soie,  de cuir ou d'autres matières protéiques ou      comprenant de telles matières, et pour la  rayonne ou     polir    des mèches de fibres faites  de     viscose    ou d'un ester de cellulose.  



  La faible concentration alcaline permet  une pénétration rapide dans ces matières, par  le fait que l'alcali ne gonfle pas les textiles.  Les solutions du nouvel éther présentent     Lune     diminution substantielle de la     viscosité    lors de  l'élévation de la température, en sorte que si  des textiles revêtus de ces solutions sont  chauffés ou partiellement séchés avant coagu  lation de l'éther cellulosique, la pénétration  est accrue.  



  d) Comme encollages, charges et apprêts  pour papier. Le nouvel éther cellulosique reste  en solution lorsqu'il est mélangé à de la pulpe  de papier et peut être précipité dans et sur  les fibres de papier par l'emploi de coagulants  appropriés.  



       e)    Comme agents de dispersion et d'épais  sissement     polir        pigments    et colorants destinés  à être employés dans l'impression et la tein  ture des textiles, du papier, etc.  



  Vu la faible concentration alcaline dans  laquelle il peut être dissous, le présent éther  cellulosique, seul ou en solution aqueuse alca  line est compatible avec de nombreux colloïdes,       tels    que, par exemple, de la     viscose,des    solutions  cupro-ammoniacales et des solutions de cellu  lose dans divers solvants organiques et  inorganiques (si de tels solvants ne sont pas       clés    coagulants) ; du latex et     des-    dispersions       aqueuses    de caoutchouc artificiel;     des    gommes,  des résines. naturelles et synthétiques;

   de la  caséine, de la gélatine, de la colle, des éthers  Cellulosiques solubles dans l'eau et d'autres  colloïdes hydrophiles, des cires, des graisses,  des huiles minérales et végétales.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de préparation d'une éthyl-hy- , droxyéthyl-cellulose, caractérisé en ce que l'on dissout dans un liquide aqueux . alcalin une llydroxyéthyl-cellulose faiblement éthérifiée, puis en ce que l'on traite la solution ainsi obtenue avec un agent éthylant, tout en ré- .

   glant la température du mélange réactionnel de manière qu'elle ne dépasse pas 70 C pen dant le traitement, ce dernier étant poursuivi jusqu'à ce que l'on obtienne un éther de cel lulose soluble à 0 C dans une solution aqueuse de soude caustique titrant tout au plus 3<B>% .</B> L'éthyl-hydroxyéthyl-cellulose ainsi obtenue est insoluble dans l'eau et dans les solvants organiques, elle est soluble à 0 C dans des solutions aqueuses de soude caustique d'une concentration de tout au plus 3 ô . SOUS-REVENDICATIONS I. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on emploie l'agent éthylant à l'état liquide. 2.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on emploie l'agent éthylant à l'état de solution aqueuse. 3. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on ajoute l'agent éthylant par fractions au cours d'un laps de temps étendu, pendant qu'on laisse la température s'élever graduellement. 4. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'agent éthylant est du sulfate diéthylique.