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Perfeotionnementa apjpbrtéa .us prod6déio de fabrication de produits da aoïteaat3orr du phênol et dé toi'M146blde . %
La résine, obtenue comme produit intermédiaire dans les procédés de condensation comma des phénols par de la formaldéhyde en présence de très faibles quantités de moyens de condensation basiques,, a de véritables propriétés hydrophobes. Cette résine se sépare après le processus de condensation, de la masse de réaction, par élévation de température, de telle sorte que l'eau qui surnage peut être rejetée.
Lors de la transformation appelée durcissement du produit intermédiaire résineux, en un produit final insoluble et non fusible, par un traitement par la chaleur, il se forme des systèmes absolument homogènes, qui ne comportent pas d'espaces @.
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capillaires appréciables.
Il en résulte que de telles matières artificielles n'absorbent pas de quantités appréciables d'un liquide quelconque,,
Les produits du genre en question, fabriqués suivant les anciens procédés avec de plus grandes quantités de moyens de condensation à action battue, procédés dans lesquels la séparation de la résine de la solution condensée n'a plus lieu, mais dans lesquels la solution condensée transparente est transformée peu à peu par 1' évaporation du solvant en une matière homogène et via- queuse, donnant lieu à des produits finaux analogues ou présentant de très grandes analogies avec les précédents.
Ces produits finaux, tels qu'ils sont obtenus par tous les procédés comma jusqu'ici ont, malgré toutes leurs autres propriétés avantageuses,!'inconvénient d'être relativement cassants, de sorte qu'ils ne peuvent être travaillés que difficilement sur le tour ou les machines-outils analogues.
On est parvenu à fabriquer des produits finaux résultant de cette réaction, qui possèdent la structure de vraies gelées puisqu'ils comportent des espaces capillaires effectifs. Les matières artificielles obtenues de cette façon sont supérieures aux produite de condensation de formaldéhyde, surtout parce que leur usinage est notablement plus aisé.
Pour obtenir ces nouveaux produits finaux par la réaction connue, il faut que les produits de condensation en fprmation aient une dispersion excessivement fine et simultanément
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une très grande hydratation d'une espace' stable. La production de produits finaux qui possèdent ces deux propriétés, nécessite avant tout, que le volume de la molécule des produits de condensa- tion des phénols et de formaldéhyde soit augmentée On pouvait déjà prévoir, par la façon connue jusqu'Ici dont la formaldéhyde s'est comportée, que cette Augmentation de la molécule pourrait se faire le plus avantageusement en augmentant les quantités de formaldéhyde liées chimiquement au produit de condensation final et on a constaté que c'était exact.
On n'obtient les matières de 1)'espèce spécifiée plus haut, qu'en Introduisant dans la réaction des quantités de formaldéhyde notablement plus grandes que celles ordinairement utilisées jusqu'ici. Les meilleurs résultats sont obtenus quand le produit final contient 1 molécule de phénol pour environ 2 1/2 molécules de formaldéhyde.
Les produits de condensation constitués au point de vue chimique, de la façon susdite., doivent, conformément à l'inven- tion, être amenés à l'état de répartition colloïdale. Ceci est réalisé de la façon la plus pratique, en partant de systèmes fortement dispersés, 'donc de solutions complètement ou partiellement moléculaires en produisant la réduction du degré de dispersité suivant le principe de la -méthode de condensation" colloïde- chimique, jusqu'à obtenir la dispersion colloïdale. On obtient ainsi une solution colloïdale d'un produit de condensation hydro- phile, un sol clair ne donnant lieu à aucune résine, même par refroidissement, mais qui de plus,
pour une concentration lentement
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progressive, en absorbant le moyen restent de dispersion de l'eau, ,se durcit sous forme d'une vraie gelée. Par le 'durcissement de cette gelée", par adjonction de chaleur, on obtient un système polyphasé, un gel sec et dur, dont les pores contiennent des parti- cules d'eau de l'ordre de grandeur des colloïdes et qui, par suite, se présente sous forme d'une masse trouble, d'aspect neigeux.
On obtient ainsi la solution du problème en faisant la dissolution colloïdale d'un produit de condensation constitué dans la proportion de 1 molécule de phénol pour environ 2 1/2 molécules de formaldéhyde et notamment en réduisant avantageuse- ment le degré de dispersion d'un système à grande dispersion; après, on laisse durcir le sol ainsi obtenu sous forme d'une gelée, cette dernière étant durcie par l'action de la chaleur.
La préparation du sol a lieu, le plus avantageusement, et conformément à l'invention, en procédant à la condensation des composants de réaction.' constituée par une proportion de 1 molécule de phénol pour environ 2 1/2 molécules de formaldéhyde en présence de matières de condensation à effet basique et en quantités suf- fisamment grandes, pour que le produit de condensation, en formation, ne se sépare pas mais reste en solution, ou en chauffant la résine hydrophobe séparée, après coup, avec une quantité de lessive telle, qu'elle se dissout à nouveau, la solution étant ensuite neutralise et rendue pâteuse, par distillation de l'eau, @usqu'à ce que le sol en formation se gélatinise par la chaleur.
La gelée a, dans ce cas, absorbé des quantités déterminées d'eau,
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à tel point que celles-ci se retrouvent dans le produit final durci, sous forme de uttelettes ayant un ordre de grandeur colloïdal. Des mesures exactes ont montré que le diamètre des particules d'eau est entre 0,1 jusqu'à 10
La fabrication de produits absolument purs à la lumière nécessite, en outre, cette autre condition, que le processus de durcissement ait lieu en présence d'une réaction faiblement acide de la masse.
Il en résulte ce mode de réalisation suivant lequel un mélange réactif constitué approximativement dans les proportions de 1 molécule de phénol pour environ 2 1/2 molécules de formaldéhy- de, est chauffé pendant l'une ou l'autre phase du processus de condensation en présence,de quantités suffisamment grandes de matières de condensation à effet alcalin, que le produit de condensation ne -Se sépare pas, mais reste en solution, cette dernière étant ensuite neutralisée et rendue pâteuse par évapora- tion, le sol en formation étant, ensuite, gélatinisé et la gelée étant finalement durcie et de préférence en présence d'une réaction faiblement solde*
Dans le cas où l'on fabrique une résine,
'soluble 'dans l'alcool, suivant l'un ou l'autre des procédés ordinaires, au moyen d'une molécule de phénol pour une molécule de formaldéhyde, en utilisant des faibles quantités basiques comme matières de condensation, cette résine étant ensuite séparée autant que possible de l'eau en excès, du phénol et de la formaldéhyde libres
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et rendue pâteuse par le vide, on peut produire également , par l'adjonction de 10 % d'eau, une absorption de l'eau par la résine, l'eau étant dissoute dans la résine. De quelque façon que l'on traite, ensuite, la résine hydrophobe, l'eau se sépare sous forme microscopique.
Le diamètre des gouttelettes d'eau séparées est environ de 100 moles gouttelettes étant donc 10 à 100 fois plus grandes que les particules colloïdales. De même, les parties de résine qui séparent ces gouttelettes ont une dispersion notablement supérieure à l'ordre de grandeur colloïdal. Le produit final que l'on obtient,est en outre cassant et se prête difficilement à l'usi- nage. En outre, il est extraordinairement peu translucide. Ceci résulte probablement du fait que les gouttelettes d'eau à forte dispersion, retenues mécaniquement par la résine,,saponifient tous les constituants de la masse, qui ont un caractère instable, qui comportent probablement des combinaisons de l'espèce des éthers, à cause des faibles quantités de substances alcalines ou acides qui sont toujours en présence.
Il en résulte du phénol libre qui a une couleur sombre à la lumière.
, Pour obtenir les résultats que l'on poursuit par l'application de l'invention, il n'est nullement nécessaire que toute la quantité de formaldéhyde nécessaire à la constitution du rapport 1 molécule de phénol pour environ 2 1/2 molécules de formaldéhyde soit en présence au début de l'opération. La quantité nécessaire pour compléter ce rapport peut être également ajoutée, après coup, au produit de condensation initial, quand celui-ci
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Malformation. Toute la quantité de formaldéhyde doit toutefois être adjointe au moment où la pbase de concentration, fortement alcaline, commence. On peut donc d'abord condenser en un milieu faiblement acide ou faiblement alcalin et -d'abord également en utilisant des quantités de formaldéhyde insuffisantes.
Les produits de, condensât ion Initiaux., en formation, sont .susceptibles, lors -du traitement ultérieur, sous l'influence des quantités nécessaires de matières de condensation, de nature alcaline, et en présence de la quantité de formaldéhyde, encore nécessaire, de donner lieu aux produits de condensation hydrophile solubles sous forme colloï- dale, dont la formation a une Importance capitale pour la fabrica- tion des produits finaux polyphasés nouveaux. Le processus de durcissement doit ensuite aoir lieu sous une réaction faiblement acide, pour obtenir des produits ayant la plus grande pureté à la lumière.
La façon de procéder la plus avantageuse semble être la suivante On fabrique d'abord dans une solution acide, une résine soluble, analogue à la cire! cacheter, en faisant réagir 2 molécules de phénol. et 1 molécule de formaldéhyde l'une sur l'autre, en suite de quoi :en continue la condensation fortement alcaline par une combinaison de 4 molécules de formaldéhyde, on neutralise, on évapore jusqu'à gélatinisation et finalement on procède à un durcissement faiblement acide. Le diamètre des particules d'eau est, dans ce cas, entre 0,3 à 0,5 .
Il importe également peu quelles sont les matières de
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condensation utilisées, étant entendu que la phase fortement alcaline doit être Intercalée en un point quelconque du procédé de condensation. Finalement, il importe peu, contrairement à ce qui se présente pour tous les procédés conçus, quelles sont les quantités de matières de condensation utilisées.
Pour des raisons d'ordre économique et aussi parce que cela contribua à la. simplification du procédé, il est à conseiller que les quantités de matières de condensation ne soient, d'une façon générale, et également dans la phase de condensation fortement alcaline, pas Inutilement élevées.
Conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, on fait usage, pour la neutralisation de la masse de réaction, après que la condensation est terminée, d'acides dont les sels produisent, sous l'influence de l'eau chaude, des acides libres, On obtient de cette façon, par la neutralisation, simultanément la réaction faiblement: acide nécessaire au cours de la phase du durcissement. Parmi ces acides, Il 7 a lieu'de citer par exemple l'acide acétique mono-chloré, l'acide acétique bichloré, l'acide acétique bibromé, l'acide acétique propionique-chloré ou des acides analogues.
Par.l'ébullition du chlorure -acétate mono- chloré on libère principalement de l'acide glycolé et on obtient ainsi une faible réaction d'un acide organique, qui est la plus avantageuse pour le processus du durcissement. On peut également utiliser directement des faibles acides organiques pour la neutra- lisation, toutefois il en résulte cet inconvénient, que leurs sels
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alcalins réagissent sur les produits de condensation de cette espace, comme des alcalis libres, de sorte que les produits finaux ne possè- dent pas une bonne pureté à la lumière.
Exemple 1 - 200 parties en poids d'acide phénique en cristaux et 600 parties en poids de formaldéhyde de 30 % en poids, et 5 parties en poids de sels acides bi-normaux sont chauffés jusqu'à ce que le produit de condensation insoluble se sépare.
Quand la séparation a commencé, on ajoute 80 parties en poids de lessive de soude bi-normale, Il se produit, à nouveau, une forte réaction exothermique. Dès que la réaction devient plus faible, on ajoute à la solution 75 parties en poids d'acide acétique mono-chloré, bi-normal, et on distille dans le vide, jusqu'à ce que le produit soit devenu clair. La masse forme alors un sol absolument transparent à chaud et également après refroidissement, qui, en étant versée dans des moules à une température de 60-65 C., gélatinise après environ 24 heures et reste encore transparent. Après un nouveau repos de 24 heures, la masse, se trouve jusquà devenir, finalement, d'un blanq neigeux.
Si on conserve ensuite la masse pendant 48-heures à une température de 75 à 80 C. elle devient finalement absolument dure.
Exemple 2 - 200 parties en poids d'acide phénique en cristaux, 200 parties en poids de formaldéhyde de 30 % en poids et 8 cm3 de lessive de soude bi-normale sont soumis à l'ébullition, jusqu'à ce que le produit de condensation huileux se sépare. On neutralise ensuite, au moyen de 8 parties en poids d'acide acétique
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mono-chloré, bi-normal , et on ajoute 400 parties en poids de formaldéhyde de 30 % en poids en 5 parties en poids de sels acides bi-normaux. On procède alors à l'ébullition pendant 1/2 heure de manière que la résine se sépare, on ajoute au mélange 80 parties en poids de lessive de soude et on continue à chauffer jusqu'à ce que la réaction, faiblement exothermique soit terminée.
On traite, alors, au moyen de 75 parties en poids d'acide acétique mono-chloré et on procède ensuite comme indiqué dans l'exemple 1.
Exemple 3. - 200 parties en poids de phénol en cristaux et 600 parties en poids de formaldéhyde de 30 % en poids et 80 parties en poids de lessive de soude sont soumis à l'ébullition.
Il se produit une forte réaction exothermique, et dès que celle-ci a eu lieu, on traite par 80 parties en poids d'acide mono-chloré bi-normal. On procède ensuite comme indiqué dans l'exemple 1.
Egalement dans les exemples 2 et 3, il ne se produit avant la gélatinisation de la masse aucune séparation de la matière de dispersion. Toutefois, la gelée se trouble un peu plus tôt que pour l'exemple 1.
Les nouveaux produits peuvent être colorés en n'importe quelle couleur, au cours du procédé de fabrication.
Au lieu de,partir du phénol en cristaux, comme indiqué dans les exemples, on peut remplacer celui-ci par ses homologues et plus spécialement par le métacrésol.