SERRE

Ce travail avait pour but de rechercher le lien entre la structure du fil de rayonne viscose, dont dépendent ses qualités textiles, et la composition des bains de coagulation,

J'ai été, au préalable, amené à déterminer quelques propriétés physiques des bains et, en particulier, leur conducibilité:

J'ai pensé que la structure du fil devait être reliée au mécanisme de la coagulation. Celle-ci dépend elle-même de la diffusion des ions acides du bain régénérateur de la cellulose.

Pour cette étude, une méthode statique, expérimentalement simple, a été mise au point. Elle pourrait être employée pour des études analogues, et notamment dans le cas particulier de la viscose, pour déterminer la vitesse de fomation des gels de xanthate. Dans ce dernier cas, de nouvelles difficultés expérimentales crèent un manque de précisions elles ne semblent pas insurmontables,

J'ai défini, d'une manière relative, la vitesse de coagulation. L'influence des concentrations (H> S04, Nao S04, 2n S04) de la température et du mûrissement de la viscose, sur cette vitesse, a été déterminée.

- La vitesse de coagulation augmente avec le pourcentage en acide, linéairement pour des pourcentages en Na, S04 inférieurs à 10%.

- Le sulfate de soude diminue la vitesse de coagulation. Cette influence peut être attribuée à la rétrogradation de la dissociation de H; S04, cause d'une augmentation de la concentration en ions H604, moins mobiles que les ions .

- L'attraction des ions du bain par la viscose sera d'autant plus grande que la différence entre les pressions osmotiques des deux milieux sera plus élevée. La pression osmotique de la viscose est constante. Celle du bain croît avec la concentration en H> SU, et Na, 80, -

Ces deux hypothèses permettent de rendre compte de l'influence du sulfate de soude sur la vitesse de coagulation.

L'étude critique des résultats obtenus, en particulier l'accroissement de la vitesse de coagulation avec le pourcentage en Ho S04 (pour des pourcentages constants en Nao S04), met en évidence le fait suivant :

pour des pourcentages en sulfate de soude supérieurs à 10%, la vitesse croît rapidement à partir de 10% d'acide sulfurique. C'est précisément vers cette concentration que la filature conduit à des fils présentant de bonnes qualités textiles. Ce fait se trouve entièrement vérifié dans la dernière partie de ce travail, relative à l'étude du fil,

L'influence de la température sur la vitesse de coagu— lation est traduite par un coefficient calculé à partir des vitesses déterminées à 25 et 45° C, Il varie avec les concentrations en acide et en sel.

L'introduction de Zn S04, jusqu'à 10%, n'a pas d'influence sur la vitesse de coagulation. On peut attribuer ce fait au faible coefficient de dissociation de Zn SO y +

Le degré de mûrissement de la viscose semble également sans action.

La filature de la viscose dans les bains expérimentés et l'étude morphologique des fils obtenus, permettent de définir les baïns capables de donner des fibres dont les propriétés textiles sont acceptables.

Les fibres obtenues par filature dans les bains dont la composition s'éloigne trop de celle correspondant aux points de transition définis précédemment, présentent un gonflement élevé. Puisque le réseau micellaire est plus lôche, ces fibres doivent présenter des caractéristiques mécaniques inférieures, ce que l'expérience vérifie. Le fil est mat, les brins sont collés, les sections transversales ont des formes irrégulières presque sans indentation. La détermination, sur les diagrammes de rayons X, du nombre d'orientation et de l'ordre latéral, vient confirmer ces résultats.

Les fibres obtenues dans les bains de composition voisine de celles des points de transition (Ho S04, 7 à 12%: Nao SO4 supérieur à 12%), sont relativement bien ordonnées. Les caractéristiques sont d'autant plus mauvaises que l'on s'éloigne de cette région.

11 est logique de penser que la structure du fil dépend pour une part importante de celle du gel de xanthate à l'intérieur duquel s'effectue progressivement la régénération de la cellulose,

La vitesse de formation du gel, comme je l'ai observé qualitativement, croît avec la concentration totale en sels et en acide :

- pour une concentration totale faible, la régénération se

fera à partir de la viscose ou d'un gel mal formé, donc dans un milieu très mal ordonné:

£ - pour une concentration totale suffisante pour permettre la régénération au sein d'un gel de xanthate complètement formé, deux cas extrêmes doivent être envisagés :

a/ vitesse de coagulation élevée (fortes concentrations en H2 S0,). La coagulation est trop brutale pour que les chaînes cellulosiques puissent se réarranger et former un réseau ordonné.

b/ vitesse de coagulation faible (faibles concentrations en H2 S04). Le gel est fixé lentement à l'état de ne régénérée, le réseau intermicellaire reste lôche,.

Le cas intermédiaire, où la concentration totale est suffisante et la pression osmotique également, correspond à une vitesse de coagulation modérée, qui conduit à la structure la mieux ordonnée.

Ce travail permet de comprendre les raisons pour lesquelles le domaine des concentrations en sels et acide des bains de régénération de la cellulose à partir de la viscose, pour obtenir de bonnes fibres, est restreint.

Un certain nombre d'hypothèses, basées sur &æs résultats expérimentaux, ont été proposées. Elles pourraient être vérifiées plus largement par de nouvelles recherches, en particulier sur des viscoses de compositions différentes de celle qui a été utilisée, et surtout par l'étude de la structure immédiate du gel à l'instant même où la régénération a lieu.

Ce travail apportera, je l'espère, sa participation à la résolution du problème délicat de la coagulation de la viscose et de son rapport avec la structure des fibres de cellulose régénérée, pour lequel peu de solutions avaient été proposées jusqu'ici. Parmi celles-ci d'ailleurs, la majorité semblait empirique.

mm ah me me me

nu

SÉO0

PNB LT OVCGCR A PH TE -

ea me ts a De ne ce os ne Done co me met moe Ponge né oo is Quant és mt me =

(1) SOBUE, KIESSIGI, HESS - Z. Physik. Chem.

(2) CHAMPETIER - Ann. de Chim. (X) AR (TORS)

(3) STAUDINGER-REINECKE - Papierfabrikant.

(4) P,H.HERMANS - Physic and Chemistry of Cellulose fibers éeiier DEP LEE

(5) NOGUCHI-TATSUYA - J. Soc. chem. Ind. Japan. 45-27, 57 (1942).

(6) MATUMOTO = J,. Soc. chem. Ind. Japan .

(7) INOUE - J, Soc. chem. Ind. Japan.

(8) - AUDUHERT-QUINTIN - Electrochimie théorique. Pe “es EE

(9) - J.C. PARIAUD et J. FERRIER - Bull. Soc. Chim. 19, p. 227 (1952).

(10) —- POZNANSKI - Zr. Angew. Chem.

(11) Z. KAWATA - J. Cellulose Inst. (Japan).

(12) STAMM. A.J, - Ind. Eng. Chem.

(13) P.H. HERMANS - Contribution à l'étude physique des fibres cellulosiques.

T'(DUNOD) 19525 Pl. 98,

(14) J.C. PARIAUD et J. FERRIER - Rec. Trav. Chim. Pays-Bas. 72, p. 218-226 (1953),

(15) J.J. STOCKLY - Kolloïd, 2.

(16) G. CENTOLA - Boll. Sci. Fac. chim. Ind. Bologna. I 1946 (1942).

SIGNER et MEYER - Helv, chim. Acta.

LOTTERMOSER et WULTSCH - Kolloïa Z, : 83 - 180 (1938).

H. OST et WESTHOFF - Chem, Ztg.

ee

SE SD re

P.H. HERMANS - Physic and chemistry of cellulose fibers

(Eselvier) p. 195.

P.H. HERMANS et WEIDINGER - Contribution à l'étude physique

des fibres cellulosiques.