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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " Procédé de fabrication de dérivés de la cellulose contenant de l'azote ".
Priorité d'une demande de brevet d'invention en Allemagne déposée le 14 août 1934 no. 1 50.380 IV c/120.
La Demanderesse a trouvé que, par l'action simultanée d'épichlorhydrine et d'ammoniaque ou d'un dérivé de l'ammonia- que sur la cellulose, en présence d'alcali, il se forme, dans des conditions étonnamment douces, des dérivés de la cellulose oontenant de l'azote, dont la teneur en azote peut être élevée facilement jusqu'à plusieurs % . Il est oonnu de faire agir de l'épichlorhydrine sur de l'alcali-cellulose. Par le traitement du produit de la réaction d'épichlorhydrine et d'aloali- cellulose avec de l'ammoniaque, on ne réussît cependant pas à produire un dérivé-de la cellulose contenant de l'azote.
En outre, il est connu de faire réagir des alcoylamines halogènes
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on des aralcoylamines halogènes avec de l'alcalicellulose. Ce @ procédé n'a cependant rien de commun avec 1'action simultanée d'épichlorhydrine et d'un dérivé de l'ammoniaque sur l'alcali- cellulose.
Comme matière cellulosique de départ, on peut employer du coton, des linters, de la cellulose de bois, de l'hydrate de cellulose, par exemple à l'état de soie artificielle, de fibres en vrao, de films, eto..., en outre de la cellulose mercerisée de coton on de lignine, en un mot toutes les celluloses de provenance: et de traitement préalable quelconques.
Comme aloali, on emploie de préférence de la lessive de soude on de potasse caustique. Il n'est pas nécessaire que les alcalis montrent la concentration usuelle pour un meroerisage, de 18 % de NaOH par exemple; on obtient plutôt déjà par l'em- ploi de lessive de soude caustique de 2 à 4 %, des produits d'une teneur notable en azote. L'imprégnation de la matière cellulosique avec l'alcali se fait, à la manière usuelle, par immersion et, le cas échéant, par défibrage de l'alcali cellulose pressée.
L'action de l'épiahlorhydrine et du dérivé azoté se fait, de préférence, à la température ordinaire, à l'état de vapeur, en veillant à obtenir une action uniforme par le renversement de la phase vapeur on. par le mouvement de la cellulose alcali- nisée. Si, comme composant azoté, on emploie une substance qui n'est pas volatile ou. ne l'est pas suffisamment, on l'incorpore à la lessive alcaline avec laquelle la matière cellulosique est traitée. L'action des réactifs à l'état de vapeur pont se faire dans le vide, ou aussi à la pression ordinaire, avec ou sans exclusion d'oxygène. On peut cependant faire agir aussi les réactifs, dissous dans des dissolvants, par exemple dans du benzène, sur la cellulose aloalinisée pressée.
Comme composants contenant de l'azote, on peut employer l'ammoniaque, des amines primaires, secondaires et tertiaires
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avec des radicaux aliphatiques, aromatiques ou mixtes, des oxalcoylamines, des acides amino, des bases hétérocycliques et leurs dérivée, eto.....
Les nouveaux dérivés de la cellulose conservent leur forme, par exemple la forme fibreuse, pendant la réaction. Après élimination par lavage de l'alcali en excès, ils montrent une réaction plus ou moins alcaline, suivant la teneur en azote et la basicité des composants azotés. Ils se teignent rapidement et en bonne solidité avec des colorants acides pour laine, et avec des colorants faiblement acides, ils prennent même une teinte plus foncée que la laine teinte dans le même bain.
Exemple 1 :
500 grs. d'alcalicellulose en cellulose sulfitée avec une teneur de. 29 % en cellulose et 14 en NaOH sont soumis, étalés en couche mince, dans un récipient à vide, à l'action de 13 grs. de NE 3 liquide et, au bout de deux heures, on introduit dans le récipient 100 grs. d'épiohlorhydrine, en évitant l'humeotation directe de l'alcalicellulose. Après un repos de 18 heures à la température ordinaire, l'épichlorhydrine a disparu. Le produit d'une blancheur pure est lavé avec de l'eau, de l'acide sulfurique dilué et de nouveau avec de l'eau, puis séché. Sa teneur en azote est de 1,58 %.
Exemple 2 :
On opère comme dans l'exemple 1, sauf qu'au lieu de 100 grs. d'épichlorhydrine, on emploie 200 grs. Le produit de la réaction contient 2,57 % d'azote.
Exemple 3 :
200 grs. de linters sont immergés, pendant 3 heures, dans une lessive avec 18 % de NaOH, qui contient une addition de 10 de glycocolle à l'état de sel de soude. L'alcalicellulose est pressée à environ 700 grs., défibrée, et exposée, pendant 18 heures, dans le vide, à l'aotion de 100 grs, d'épichlorhy-
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drine. Après le lavage et le séchage, le produit contient 0,63 % d'azote.
Exemple 4:
160 grs. de cellulose sulfitée meroerisée et lavée à nouveau sont immergés, pendant 3 heures, dans 1500 grs. d'une lessive de soude caustique à 18 % avec une teneur de 140 grs. d'oxéthylamine, et pressés à 540 grs. On laisse agir sur le produit, dans le vide, 100 grs. d'épiahlorhydrine à l'état de vapeur. Après le lavage, le produit de la réaction possède 0,73% d'azote.
Exemple 5 :
160 grs. de la même cellulose mercerisée que dans l'exemple 4 sont immergés, pendant 3 heures, dans de la lessive de sonde caustique à 18 %, contenant 5 % d'acide anthranilique, pressés à 550 grs. et défibrés. L'aloalioellulose est exposée, dans le vide, aux vapeurs de 100 grs. d'épichlorhydrine; le produit lavé et séché contient 0,2 % d'azote.
Exemple 6 :
160 grs. de la même cellulose que dans l'exemple préaé- dent sont immergés, pendant 3 heures, dans une lessive de soude caustique à 2 %, pressés à 500 grs. et défibrés. La cellulose alcalinisée est exposée, dans le vide, pendant 20 heures, aux vapeurs de 13 grs. d'ammoniaque et de 100 grs. d'épiohlorhy- drine. Le produit lavé et séohé contient 0,9 d'azote.
Exemple 7:
On opère comme dans l'exemple précédent, mais en employant une lessive de soude caustique à 4 %, au lien de 2 %. Le produit contient 1,76 d'azote.
Exemple 8 :
On opère comme dans l'exemple 6, sauf qu'au lieu d'une lessive de soude caustique à 2 %, on emploie une lessive de soude caustique à 8 %; le produit contient 2,15 d'azote.
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Exemple 9 :
160 grs. de fibres en vrac de viscose sont immergés, pen- dant 3 heures, dans de la lessive de potasse caustique à
2,8 %, centrifuges à 470 grs., défibrés et exposés, dans le vide, pendant 18 heures, aux vapeurs de 13 gros d'ammoniaque et de 100 grs. d'épichlorhydrine. Après le lavage et le séchage, le produit de la réaction montre une teneur de 0,92 d'azote.
Exemple 10 :
On opère comme dans l'exemple 9, mais avec de la lessive de potasse caustique à 8,4 %. Le produit contient 2,65 d'azote.
Exemple 11 :
160 grs. de fibres en vrac de viscose sont immergés dans de la lessive de soude caustique à 4 %, pressés à 510 grs., défibrés et soumis, dans le vide, à l'action de 13 grs. d'am- moniaque et de 100 grs. d'épichlorhydrine. Le produit contient 1,93'd'azote.
Exemple 12 :
Un écheveau de co@ton de 20 grs. est immergé, pendant 3 heures dans de la lessive de soude caustique à 18 *$:, et centri- fugé à 63 grs. L'écheveau est/exposé, pendant 18. heures, dans le vide, à l'aotion de 21 gras d'ammoniaque et de 10 grs. d'épi- ohlorhydrine, lavé à l'eau, à l'acide aoétique dilué, et de nou- veau à l'eau. Le fil de coton devenu d'une blancheur pure con- tient 1,08 d'azote.
Exemple 13 :
Un écheveau de fil de coton de 20 gras est immergé dans de la lessive de soude caustique à 18%, qui contient 8,3 % d'oxéthylamine, et centrifugé à 68 grs. L'éoheveau est exposé, pendant 20 heures, dans.le vide, aux vapeurs de 13,5 grs. d'épichlorhydrine. Après le lavage et le séchage, le coton oon- tient 0,78 % d'azote.
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.Exemple 14 :
160 grs. de la même oellulose que dans l'exemple 4 sont immergés dans 1500 grs. de lessive de soude caustique à 18 %, qui contient 8,3 d'oxéthylamine, pressés à 580 grs., défibrés et exposés, à la pression ordinaire, dans un récipient clos, aux vapeurs de 100 grs. l'épichlorhydrine. Après 30 heures, l'épichlorhydrine est complètement consommée. Le produit de la réaction contient 0,68 d'azote.
Exemple 15 :
160 grs. de fibres en vrac de viscose sont imprégnés avec de la lessive de potasse caustique à 4 %, oentrifugés à 410 grs., défibrés et exposés, dans le vide, aux vapeurs de 13 grs. d'ammoniaque et il se produit alors un chauffage. Après le refroidissement à la température d'appartement, une solution de 100 grs. d'épiohlorhydrine dans 2,5 litres de benzène est aspirée, et on laisse reposer le mélange pendant 18 heures.
Après le pressage, et l'élimination par aspiration du benzène, on lave et on sèche comme dans les exemples précédents. Le produit possède une teneur en azote de 1,19 . Au lieu du benzène, on peut employer aussi du tétrachlorure de carbone.
Tous les pourcentages indiqués sont des pourcentages en poids.