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CELA PIPRE ET

Modifications physiques de la cellulose lors du trempage

À GÉNÉRALITÉS

Il a été reconnu depuis longtemps, par Chevreul, en 1838 (23), Mercer en 1844 (24), Persoz, en 1846 (25), Bolley, en 1859 (26), que les fibres textiles sont susceptibles de se gonfler dans les liquides.

Justin Mueller (27) et Schell (28) désignent les substances qui ont la propriété de se gonfler sous le terme de « turgoides », le phénomène étant la « turgescence ».

Le gonflement de la cellulose a un intérêt technique considérable, car il est accompagné de phénomènes moléculaires qui augmentent la surface active, en écartant, en quelque sorte, les molécules simples, ce qui permet la pénétration des solvants dans la cellulose pour obtenir le passage de l’état gonflé à l’état dispersé (29).

Par la turgescence, les propriétés des fibres sont modifiées ; l'étude de ces modifications ne peut être entreprise ici et nous conseillons aux intéressés de se rapporter aux travaux de Schwalbe (30), Nageli (31), Zacharias (32), Pelet-Jolivet (33), Justin Mueller (34), Freiberger (35), Haller (36).

Schorger (37) donne un aperçu des théories émises sur le gonflement :

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a) Théorie capillaire (38),

b) Théorie osmotique,

c) Théorie de la solution solide (39),

d) Théorie de pression-diffusion (40),

e) Théorie de la répulsion électrostatique (41).

Aucune des ces théories ne donne pleinement satisfacton.

MM. L. Meunier et R. Guyot (42) donnèrent, en 1929, une explication sur le gonflement des fibres cellulosiques, qui s'accorde parfaitement avec la formule de constitution de la cellulose de MM. H. Mark et K.-H. Meyer (43).

Quand on compare le gonflement dans l’eau d’une fibre de coton et d’un fil de soie viscose, on constate que la fibre de coton gonfle beaucoup moins que le fil de soie, Ce gonflement serait dû à la polarité accusée des fonctions alcooliques pour l’eau. Cette polarité se manifeste, en premier lieu, sur les oxhydryles (OH) libres à la surface du cristallite.

Comme nous l’avons dit en traitant la cellulose, dans les fibres naturelles les cristallites sont disposés dans le sens de la longueur, dans l’axe même de la fibre ou forment, tout au moins, avec celle-ci, un angle déterminé et constant.

Cet accolement parallèle des cristallites met la majeure partie des oxhydryles des chaînes voisines en regard les uns des autres, ce qui permet de satisfaire beaucoup de valences secondaires ; il s’ensuit une grande force de cohésion qui s’oppose à la pénétration des liquides de gonflement. Les oxhydryles libres de l’intérieur des cristallites sont peu accessibles, ils existent nombreux à la surface externe des cristallites ; il en existe aussi à l’intérieur des cristallites quand les (OH) d’une chaîne ne se trouvent pas en regard des (OH) d’une autre chaîne ou s’en trouvent trop éloignés.

Dans la soie artificielle, les cristallites sont, en général, désorientés et allongés dans des directions quelconques, les (OH) libres de la surface, ceux, nombreux, de l’intérieur des cristallites et les cristallites eux-mêmes sont plus accessibles que ceux du coton, par exemple; c’est la raison du gonflement supérieur du fil de soie viscose.

M. Raymond Guyot (44), comparant les taux de gonfle-

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ment du coton hydrophile et de la soie viscose, trouve que la soie donne un gonflement de 90 %, le coton hydrophile accuse dans les mêmes conditions une turgescence de 38 %. Dans la soie « Celta », la désorientation des cristallites, en raison de la construction spéciale de la fibre, provoque la mise en liberté de très nombreux oxhydryles et le gonflement à l’eau pure atteint 145 %.

Suivant M. R. Guyot, cité plus haut, à la température ordinaire, les fibres ne modifient pas leurs longueurs dans l'eau, mais augmentent leurs diamètres, ce qui serait dû, tout d’abord, aux molécules d’eau qui s’intercalent entre les cristallites, attirées et retenues par la polarité des oxhydryles libres de la surface, ensuite, il est supposable que les molécules d’eau pénètrent à l'intérieur des cristallites, attirées par les oxhydryles internes dont les valences ne seraient pas satisfaites ; les liaisons existant entre les chaînes du faisceau ne sont pas arrachées, mais distendues et la force de cohésion est affaiblie.

Si, en partant de l'eau pure, le fil de soie viscose est soumis à l’action de solutions de soude de concentrations croissantes, à la température ordinaire, le gonflement de la cellulose régénérée dépasse celui provoqué par de l’eau pure, il va en augmentant jusqu’au moment où la cellulose se disperse complètement dans la solution de soude qui est alors voisine de 3 N.

Dans ce phénomène, le gonflement est suivi d’une désagrégation des faisceaux de cristallites et d’une séparation des chaines. Les particules micellaires sont, à ce moment, formées par des chaînes ou tronçons plus où moins longs provenant de cette désagrégation, elles sont de forme :