Procédé de fabrication de nitrocellulose. L'invention a pour objet un procédé de fabrication de nitrocellulose.
Dans les procédés les plus usités, la cel lulose employée pour la nitration se troue -, soit sous forme de fibres fines telles que les duvetages de coton (linters), soit à l'état de poudres fines. Si les duvetages de coton sont employés, ils sont volumineux et exigent un grand poids d'acide en proportion du poids des duvetages. pour les nitrer efficacement, puis sont difficiles à sécher et doivent gé néralement être réduits à l'état de poudre pour les buts de stabilisation, cette poudre étant de nature grossière.
Dans le cas de cel lulose à l'état. de poudres fines, celles-ci sont également difficiles à, sécher et à manipuler et dans quelques-unes -des méthodes propo sées pour réduire la. cellulose en poudre, 1.e produit obtenu est dans un état où une nitra tion directe est difficile, sinon impossible.
Or, suivant le procédé objet de l'inven tion, on soumet la cellulose à une opération de désintégration préparatoire et on l'amène ensuite à la forme de 'outs de cordon ou pe lotes allongées, relativement denses, de gran deur et de nature telles qu'ils puissent être facilement manipulés et être efficacement nitrés.
Voici, à titre d'exemple, une manière avantageuse de réaliser ce procédé: Comme matière première, on emploie de préférence de la cellulose de bois. On soumet la pulpe -de bois dans de l'eau à une agitation longuement continuée dans une pile hollan daise ou appareil analogue, cette agitation étant prolongée à tel point que la longueur de la fibre se trouve sensiblement réduite. par exemple en un traitement d'environ trois heures. La substance limoneuse ainsi obtenue est partiellement débarrassée de l'eau, par exemple en l'étalant sur un cylindre, puis elle est divisée en bandes qui sont - ensuite transformées par retordage à la forme de cordons qu'on découpe alors en bouts-de cor- don ou pelotes allongées.
Généralement, ces bouts de cordon présentent une épaisseur d'environ 0,5 à 1 mm et une longueur d'en viron 0,5 à 1 centimètre.
La. durée du traitement mécanique a une certaine importance, car avec un traitement trop court, les conditions voulues ne sont pas atteintes, tandis qu'un traitement par trop prolongé a la tendance à former un produit, probablement de l'hydro-cellulose, qui dé range les réactions voulues.
Le temps de traitement mécanique peut varier suivant la forme particulière de pulpe de bois élu- ployée, le meilleur moyen de contrôle des conditions nécessaires étant: de prélever une tâte et de la, soumettre à une nitration pour voir si la masse se nitre facilement et con serve sa. forme voulue, mais on a trouvé que l'essai suivant permet de déterminer la pé riode de traitement la meilleure.
Une quantité de cellulose est placée dam la pile hollandaise ou autre appareil analo gue et celui-ci est mis en marche pour pro duire une pulpe également distribuée. 100 centimètres cubes environ de cette pulpe li quide sont ensuite prélevés et l'appareil est arrêté. Ces 100 centimètres cubes sont alors introduits dans un cylindre en verre qui est rempli d'eau jusqu'à la contenance d'un litre. Le cylindre est alors agité et son contenu est abandonné à lui-même pendant deux heu res. le volume de la masse déposée étant en suite mesuré. La pile hollandaise est alors re mise en marche et à certains intervalles, son fonctionnement est arrêté pour prélever de nouvelles tâtes et procéder avec. elle comme on vient de le dire.
On verra qu'après dépôt de la masse, le contenu des tâtes suc cessives occupe des volumes de plus en plus petits, et lorsqu'on se trouve en face d'une tâte dans laquelle le volume final est environ la moitié de celui qu'on a déterminé pour la première tâte, on peut dire que l'état opti mum est réalisé pour la matière cellulosique. Le temps total pendant lequel la pile hol landaise était en marche, est alors noté et la pâte à travailler est soumise au traitement pendant une longueur de temps ainsi déter minée.
Les bouts de cordon ou pelotes allongées qu'on obtient de la manière susdécrite et qui se trouvent séchées à l'air sont alors soumises à une opération de nitration, de préférence dans un appareil de nitration centrifuge, par le moyen d'un mélange d'acide nitrique et d'acide sulfurique, dont les proportions dif fèrent cependant sensiblement de celles ordi nairement employées. Pour obtenir une ni tration élevée, on emploiera. par exemple un mélange -clé 81 % d'acide nitrique, de 16 d'acide sulfurique et de à % d'eau, les parties étant en poids. Par cette nitration, on obtient normalement un corps nitré contenant envi ron 13,2 % de nitrogène.
En amenant la. cellulose à la forme do bouts de cordon ou pelotes allongées et en utilisant une liqueur die nitration telle que décrite, on a besoin de bien moins d'acide qu'avec les méthodes connues, un kilogramme de la liqueur .de nitration étant suffisant pour nitrer 100 à 130 grammes de bouts de cordon.
Pour des nitrations inférieures, la quantité d'eau sera augmentée. La. proportion d'acide sulfurique par rapport à :l'acide nitrique peut aussi être augmentée. mais ceci tend à ralen tir la, nitration et, dans des conditions trop prononcées, à produire un parcheminement.
Au lieu d'employer un mélange .d'acides très riche en acide nitrique, comme indiqué, on a trouvé qu'on peut réaliser une nitration très élevée en nitrant les bouts de cordon ou pelotes allongées d'abord avec un mélange d'environ<B>60%</B> d'acide nitrique, de 20% d'a cide sulfurique et de \?0 % d'eau, puis en éliminant cette liqueur acide dans une ma chine centrifuge par exemple et en ajoutant alors à la. matière centrifugée un mélange d'environ 25 % d'acide nitrique, de 66 ?.', d'acide sulfurique et de 9 % d'eau, une dimi nution de perte en acide nitrique étant aussi réalisée.
La nitration est effectuée dans environ une demie-heure et la matière est alors dé barrassée de la liqueur acide, de préférence dans une machine centrifuge. Grâce à la forme dense dans laquelle se trouve la mar chandise ou les pelotes allongées qui la cons tituent, cette centrifugation peut se faire avec grande facilité. Les bouts de cordon ou pelotes allongées sont alors lavés à l'eau cou rante et stabilisés par cuisson.
Le traitement subséquent des bouts de cordon varie selon l'usage auquel la nitro cellulose est -destinée.
Une autre manière de produire les bouts de cordon ou pelotes allongées à nitrer est la suivante: De la cellulose de bois, de préférence blanchie, est. agitée avec 70 % d'eau et trai tée avec environ 10 à 20 % de soude causti que (calculée sur le poids de la cellulose). Après une demi-heure, on ajoute 5 à 15 de bisulfure de carbone et le mélange est abandonné à lui-même pendant une heure. On aura soin de ne pas porter 1a gélatinisa- tion trop loin, ou la nitration serait entra vée. Avec des quantités inférieures d'agents chimiques, on réalise un corps moins dense.
mais plus facilement nitrable. Si à la place de l'agitation primordiale on emploie des bro y ours ou appareils analogues, la quantité nécessaire d'agents chimiques peut, dans quelques cas, être réduite encore davantagi,.
On obtient par là une pâte légèrement gélatineuse qui peut. être passée sous pression par des matrices de façon à former des cor dons continus qu'on pourra découper en lo,t- gueurs voulues pour la, formation des bouts tic cordon ou pelotes allongées désirées, ou bien si l'on emploie un, quantité plus petite:
(le soude, la pâte pourra être déchargée di rectement sous forme de petits boudins ou p,#- lotes allongées sans exiger de découpage spé- cia,l. Les cordons ont avantageusement un diamètre de 1 à ? millimètres, et la longueur des bouts de cordon ou pelotes allongées sera. généralement d'un centimètre environ, bien que dans certains cas, leur longueur puisse être plus petite.
A titre de variante du procédé, on pourra aussi traiter la cellulose de bois avec environ 1 % de soude caustique et y ajouter 5 à. 10 de limon cellulosique (Sichel-Leim) et pro céder alors au prssage par matrices comme précédemment. Ce limon cellulosique consiste t-n pulpe de bois qui est plus complètement viscosifiée, par exemple, en la broyant et en la traitant avec 20 % de soude caustique e1: 15 % de bisulfure de carbone calculé sur le poids de la pulpe de bois, conjointement avec une quantité d'eau appropriée.
Quelle que soit la manière dont on ob tient les cordons ou les bouts de cordon ou pelotes allongées, on produira la régénéra tion de la cellulose avant la. nitration. Les bouts de coron seront immergés dans une solution de durcissement, formée par exemple d'un acide ou d'un sel acide, et après que le degré de durcissement a. été atteint, la mar chandise traitée est lavée et séchée. Elle se trouve alors en bonne condition pour être ni trée.
Dans certains cas, il se produit une ten dance en rétrécissement trop grand des bouts de cordon. Ce rétrécissement peut être en travé en immergeant les bouts .de cordon dans un bain de glycérine avant le séchage. La glycérine peut être récupérée par toute méthode convenable ou bien dans le cas où des explosifs à nitroglycérine doivent être fabriqués, on peut nitrer directement le mé lange.