CHAPITRE V
Comportement vicosimétrique des viscoses
1. — INFLUENCE DE L'ORIGINE DE LA CELLULOSE SUR LES VISCOSITÉS DES VISCOSES PRODUITES
MM. Rassow et Wadewitz (138), préparèrent des viscoses avec diverses celluloses, ils observèrent que les viscosités initiales étaient fort différentes, comme le montre le tableau suivant :
Nature de la cellulose Viscosités initiales
Cellilose-ordimaire me Eee 125
Cellulose ordinaire blanchie 3 heures
du hypochlorite rene 87 Cellulose ordinaire blanchie 6 heures
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Ceci montre que plus une cellulose a été traitée mécaniquement et chimiquement plus elle donne une viscosité initiale faible.
MM. Lottermoser et Radestock (139) firent les mêmes constatations.
VISCOSE DE CELLULOSE 79
Nous avons déjà vu, au cours de notre étude que le gonflement, les quantités de soude liée et de cellulose solubilisée croissent avec des celluloses de plus en plus modifiées. Donc, plus une cellulose sera modifiée plus elle gonflera, liera de soude et donnera de cellulose solubilisée et enfin engendrera une viscose à viscosité initiale faible.
2. — INFLUENCE DE LA CONCENTRATION DES LESSIVES DE TREMPAGE SUR LES VISCOSITÉS DES VISCOSES PRODUITES
De la cellulose râpée et de 6,3 % d’humidité sert à préparer 6 échantillons de chacun 106,7 grammes ; ceux-ci sont mis dans de grands verres avec 600 grammes de lessive de concentrations différentes : l'échantillon
1 reçoit une lessive de 17% de teneur en NaOÏT 2 reçoit une lessive de 18 % de teneur en NaOH 3 reçoit une lessive de 19 Z de teneur en NaOH 4 reçoit une lessive de 20 % de teneur en NaOH 5 reçoit une lessive de 21 % de teneur en NaOH 6 reçoit une lessive de 22 % de teneur en NaOH
Le trempage dure 30 minutes à la température de 20°. A ce moment, par addition d’eau, calculée sur chaque solution primitive, celles-ci sont toutes ramenées à 17 % de teneur en hydroxyde de sodium. Après 15 minutes, la cellulose alcalinisée est pressée pour obtenir dans chaque cas, 300 grammes d’alcali de cellulose. Ces alcalis de cellulose sont conservés durant 72 heures à 21-22° dans de mêmes grands flacons où ils seront sulfocarbonatés par action de 35 grammes de C$?.
Pendant la sulfocarbonatation, comme d’ailleurs au cours de la dissolution, les flacons sont placés et bien maintenus dans un cadre en bois qui peut tourner autour de pivots fixés au milieu des côtés. L'ensemble est entraîné mécaniquement et d’un mouvement régulier ; les réactifs sont brassés d’une façon tout à fait comparable; comme nous le verrons, ce facteur : agitation, joue un rôle assez grand.
La sulfocarbonatation dure 2 heures à 22°. L'appareil est arrêté et dans chaque flacon, nous ajoutons 780 gr de lessive contenant 30 gr de NaOH. L'agitation est reprise; le mixage
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82 VISCOSE DE CELLULOSE
dure 4 heures à 21-22°. Au bout de ce temps, les flacons sont mis au repos et conservés à la même température.
Les mesures viscosimétriques sont faites périodiquement avec un viscosimètre constitué par un tube de verre de 20 mm de diamètre intérieur ; sur le tube sont tracés deux traits distants de 10 cm. La partie supérieure, au-dessus du repaire, se termine par un évasement. Au-dessous du repaire inférieur, le tube a encore une longueur de 6 cm et se termine par un effilement ouvert, de telle façon que l’huile de ricin pure à 20° s'écoule entre les repaires en 46 secondes.
Dans ce tableau et dans les suivants C indique le moment où les viscosités ne peuvent plus être faites sans de grosses erreurs, par suite de la régénération de la cellulose, ce qui indique la coagulation proche.
Le graphique 1 d'ensemble et le tableau des viscosités nous permettent de tirer les conclusions suivantes :
1° Toutes les courbes varient sensiblement de la même façon : dans une première phase, baisse de la viscosité, dans une seconde phase, augmentation de la viscosité jusqu'à la coagulation. :
2° Une élévation de la concentration de la lessive de trempage provoque une baisse de la viscosité initiale.
3° La baisse entre la viscosité initiale et la viscosité minimum est d'autant plus accentuée que la viscosité initiale était élevée autrement dit que la concentration de la lessive de trempage était faible.
4° La montée entre la viscosité minimum et la viscosité finale (juste avant coagulation) est d’autant plus accentuée que la baisse entre la viscosité initiale et la viscosité minimum est élevée, autrement dit que la viscosité initiale était forte ou mieux que la concentration de la lessive de trempage était faible.
5° La viscosité minimum est d'autant plus vite obtenue que la viscosité initiale était élevée, c'est-à-dire que la concentration de la lessive de trempage était faible.
6° La viscosité finale, ou mieux, la coagulation est d’autant plus vite obtenue, que la viscosité initiale était élevée et que
VISCOSE DE CELLULOSE 83
la viscosité minimum était basse, c'est-à-dire que la lessive de trempage était faible.
Le graphique II où sont réunies les courbes des viscosités initiales, du gonflement, de la solubilisation de la cellulose, . de la haïson soude : cellulose, étudiées dans leurs rapports avec la concentration des lessives de trempage, nous montre que :
7° Les viscosités initiales varient dans le même sens que la cellulose solubilisée : une faible ou une forte viscosité correspond à une faible ou à une forte solubilisation de cellulose.
8° Les viscosités initiales varient dans le même sens que le gonflement : à une forte viscosité initiale correspond un fort gonflement.
9° Les viscosités initiales varient en sens contraire de la soude liée : à plus de soude liée correspond une plus faible viscosité.
MM. Rassow et Wadewitz (140) constatèrent de même que l'élévation de la concentration des lessives de trempage provoquait une baisse de la viscosité initiale.
Trois échantillons de 1 gramme chacun, sont mercerisés dans des lessives à 18, 21, 25 % de teneur en hydroxyde de sodium pendant 2 heures à 20°, puis pressés à 3 grammes et sulfocarbonatés à 20° par 0,6 cm de C$S*, enfin dissous, toujours à la même température, dans 100 cm° de lessive à 4 % de teneur en NaOH. Les résultats sont les suivants :
Concentration de la lessive Temps d'écoulement de trempage en NaOH % en secondes
Essai
Etant donné les différentes concentrations des lessives de trempage, les alcalis de cellulose renfermaient des quantités non égales d’hydroxyde de sodium, ce qui influence un peu la
% 84 VISCOSE DE CELLULOSE
viscosité, Pour éviter ces ennuis, ces mêmes auteurs mercerisèrent à des concentrations différentes, puis après 2 heures étendirent avec de l’eau pour que toutes les lessives contiennent 18 % de NaOKH.
Au bout de 20 minutes, ils pressèrent l’alcali de cellulose et le transformèrent en viscose suivant leur méthode indiquée. Les résultats suivants furent obtenus :
ia Concentration de la lessive Temps d'écoulement de trempage en NaOH % en secondes L 18 195 2 25 159 PAS 30 : 129 4 35 PEL 5 40 103
Ces essais confirment les conclusions des précédents, ils sont en accord avec ceux de MM. Lottermoser et Radestock (141) qui préparèrent des viscoses avec différentes celluloses défibrées, trempées dans des lessives de concentration croissante. Leurs résultats sont consignés dans le tableau ci-contre.
Influence de Re concer érabon os Rssipes à Lrem pape Sue les
BIS cos ids ie Er
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VISCOSE DE CELLULOSE
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86 VISCOSE DE CELLULOSE
Les courbes qui découlent des résultats montrent qu’une élévation de la concentration des lessives de trempage provoque une baisse de la viscosité initiale, baisse d'autant plus sensible que la viscosité initiale était élevée.
Ces auteurs essayèrent vainement de transformer en viscoses des celluloses mercerisées par des lessives de concentrations comprises entre 2 et 9 % de NaOH. Avec une lessive de 11 % NaOH la viscose obtenue était mauvaise, car la cellulose n'était pas entièrement défibrée ; à leur avis, la meilleure concentration varie entre 17 et 18 % NaOH.
3. — INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE DE TREMPAGE SUR LES VISCOSITÉS DES VISCOSES PRODUITES
De la cellulose râpée, à 6,1 % d'humidité, sert à la préparation de 6 échantillons de chacun 105,4 gr, ceux-ci sont trempés, pendant 30 minutes à des températures de 16°, 18°, 20°, 22°, 249, 26° respectivement dans une lessive de 20 % NaOH, puis pressés pour obtenir dans chaque cas 300 grammes d’alcali de cellulose.
Les différents alcalis de cellulose sont conservés 64 heures à 22°-23°, puis sulfocarbonatés avec 35 gr. de CS? dans chaque essai. La sulfocarbonatation dure 2 heures à 22-23°; le mixage se fait à la même température, avec 780 grammes de lessive contenant 25 gr de NaOH, il dure 4 heures. La sulfocarbonatation et le mixage se font avec agitation mécanique, comme dans les essais précédents.
Les viscoses sont conservées à 22°-23° et les mesures vicosimétriques sont faites périodiquement ; elles font l’objet du tableau ci-contre.
Le tableau des viscosités et le graphique I nous montrent que :
1° Toutes les courbes varient sensiblement de la même façon : baisse de la viscosité dans une première phase, augmentation jusqu'à ia coagulation dans une seconde phase.
2° La viscosité initiale la plus forte est obtenue avec un trempage à 18°.
3° Des températures de trempage au-dessus ou au-dessous
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