• Aucun résultat trouvé

I. Recherches sur la structure des films ; transformations du réseau de la nitrocellulose - II. Compléments à notre article précédent sur la structure des cotons nitrés et acétylés

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Partager "I. Recherches sur la structure des films ; transformations du réseau de la nitrocellulose - II. Compléments à notre article précédent sur la structure des cotons nitrés et acétylés"

Copied!
7
0
0

Texte intégral

(1)

HAL Id: jpa-00233052

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00233052

Submitted on 1 Jan 1931

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

I. Recherches sur la structure des films ; transformations du réseau de la nitrocellulose - II. Compléments à notre

article précédent sur la structure des cotons nitrés et acétylés

J.-J. Trillat

To cite this version:

J.-J. Trillat. I. Recherches sur la structure des films ; transformations du réseau de la nitrocellulose - II. Compléments à notre article précédent sur la structure des cotons nitrés et acétylés. J. Phys.

Radium, 1931, 2 (2), pp.65-68. �10.1051/jphysrad:019310020206500�. �jpa-00233052�

(2)

I. RECHERCHES SUR LA STRUCTURE DES FILMS;

TRANSFORMATIONS DU RÉSEAU DE LA NITROCELLULOSE.

II. COMPLÉMENTS A NOTRE ARTICLE PRÉCÉDENT

SUR LA STRUCTURE DES COTONS NITRÉS ET ACÉTYLÉS;

par J -J. TRILLAT, Docteur ès Sciences.

Sommaire. 2014 En utilisant des collimateurs très fins (0,3

mm

de diamètre),

on

est

arrivé à obtenir des diagrammes d’une grande netteté qui permettent d’établir que la trinitrocellulose est capable de revêtir

une

seconde forme cristalline, lorsqu’on dissout le

coton nitré dans l’acétone et qu’on sèche de façon à obtenir

un

film.

Les films ainsi formés sont entièrement cristallins lorsque le coton initial possède

un

taux d’azote de 12,95 pour 100 ; ils sont presque entièrement amorphes lorsqu’ils sont

faits à partir de cotons nitrés à 12 pour 100 d’azote et au-dessous.

Ces résultats montrent

en

outre que le phénomène de polymorphisme est très général

pour la cellulose et

ses

esters.

1. Transformations du réseau de la nitrocellulose.

-

La nitrocellulose a fait

l’objet d’un grand nombre de recherches récentes, basées principalement sur les diagrammes

de rayons X. Récemment, un très intéressant travail de Trogus, Hess et Katz (Z. f. Phys.

Cheni. , B 7 (1930), 1), a montré que les fibres de ramie nitrées au maximum, gonflées dans

certains mélanges de liquides organiques (méthanol-cyc1ohexanolle par exemple), puis

examinées aux rayons X, présentaient un changement importan t dans la position des inter-

férences cristallines ; à mesure que le mélange liquide s’évapore de la fibre, on retrouve petit à petit le diagramme inaltéré de la fibre primitive,

1

ce qui fait que le phénomène est

réversible. Un résultat analogue a été trouvé pour les acétates de cellulose (Hess et Trogus,

Z, f. Phys. Chem, B5 (4929), 3/4).

Il était d’un grand intérêt de voir ce qui se ’passe lorsqu’on ne se limite pas au seul

gonflement réversible, mais que l’on va jusqu’au stade de la dispersion complète, suivie de l’évaporation des solvants sous la forme d’un film. C’est ce que nous avons fait en opérant

avec du coton nitré à 1~,9~ pour 100 d’azote (voisin de la trinitrocellulose), en le dissolvant

dans l’acétone pure, et évaporant sous forme d’un film.

Nous avons utilisé dans ce but des collimateurs très fins (0,3 mm de diamètre) permet-

tant une très bonne séparation des différentes raies d’interférence; la fibre ou le film était examiné avec les rayons Ka de Cu, sous une épaisseur de 0,4 mm.

On constate alors que les diagrammes du coton nitré et du film correspondant sont différents, ce qui est résumé dans le tableau suivant :

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:019310020206500

(3)

66

Le coton nitré à 12,95 pour 100 d’azote fournit un diagramme cristallin correspondant

à la trinitrocellulose. Le film correspondant montre aussi une structure cristalline, dans laquelle apparaît un nouvel espacement réticulaire de 9,31 1; de plus, les autres équidis-

tances sont légèrement modifiées; la netteté des diagrammes obtenus permet des mesures précises.

Ainsi le film obtenu par évaporation d’une solution acétonique d’un coton nitré à

12,95 pour 100 d’azote est cristallisé ; ceci est à rapprocher de ce que l’on sait sur la structure des films de céllophane, qui apparaissent comme également cristallisés, avec une structure différenle de celle du coton initial (hydracellulose au lieu de cellulose). Le fait que l’on passe par la phase de dispersion amène un changement de réseau correspondant à une nouvelle

forme stable de la cellulose; c’est ce qui se produit aussi pour la nitrocellulose au voisi- nage du maximum de nitration. Ceci montre la généralité de ces phénomènes de trans-

formation de réseau, même lorsqu’on étudie les dérivés cellulosiques sous forme de

films.

On ne peut pas dire d’une façon certaine, si cette modification du réseau de la trinitro- cellulose correspond à une nouvelle forme cristalline de trinitrocellulose pure ou si elle

provient d’une combinaison avec le solvant ; des expériences récentes semblent montrer que certains solvants ont une spécifité d’action caractéristique vis-à-vis de la nitrocellulose, ce qui serait à l’appui de la seconde hypothèse. (Voir J.-J. Trillat, La structure du celluloïd.

C. R. 20 Oct. 1930, p. 654). Il est à noter d’ailleurs que la fibre retient toujours énergique-

ment une proportion d’acétone de l’ordre de 1 pour 100. En tous cas, le nouveau diagramme paraît être un mélange de l’ancienne forme de la nitrocellulose et d’une nouvelle forme;

il est possible que par dissolutions et évaporations successives, on arrive à isoler cette dernière à l’état pur.

Si maintenant on répète la même expérience avec des cotons moins nitrés (12 à 10 pour 100 d’azote), on constate que tandis que les fibres conseryent encore une apparence cristal- line (de plus en plus faiblement à mesure que le taux d’azote diminue), les films correspon- dants sont aïïtorphes, ou tout au moins ne donnent aux rayons X que des halos correspondant

à une structure amorphe. La différence à ce point de vue entre le film à 12,95 pour 100 azote et 12 pour 100 azote est extrêmement nette. Par conséquent, il est nécessaire, pour observer le changement de structure de la nitrocellulose, d’utiliser des composés nitrés avec une quantité d’azote aussi voisine que possible du maximum de nitration ; ceci signifie que seule la trinitrocellulose est un composé bien défini, cristallisable sous au moins deux formes lorsqu’on passe par la phase dispersée, tandis que la présence de composés mal

définis comme la

«

dinitrocellulose

o

empêche ce phénomène et donne lieu dans les films à une structure ainorphe.

Des résultats analogues obtenus par Hess et Trogus sur des triacétylcelluloses préci- pitées de solutions (et non évaporés sous forme de films), et des résultats obtenus par nous- mème sur les films de trinitrocellulose, il ressort que les composés cellulosiques au maximum

sont susceptibles, tout comme la cellulose native, de revêtir différentes formes cristallines

lorsqu’ils passent par le stade de gonflement suivi de dispersion. Ceci sera sans doute de

nature à nous éclairer sur la structure de ces corps complexes, et de permettre en particu-

lier de mettre en lumière le processus du gonflement et de la dispersion, ainsi que de la nature des forces qui réunissent les chaînes cellulosiques entre elles.

2. Note complétnentaire à un travail antérieur (1).

-

Comme complément à

notre article précédente (’), nous allons donner les précisions que nous a permis d’apporter l’emploi de la technique définie plus haut.

Nous avions indiquée dans ce travail que, dans les nitrocelluloses (coton nitré) du type A

et B (10,4 à 12,95 pour 100 azote), il existait un halo interne intense correspondant à une équidistance de 6,9 À. Nous n’avions pu fournir que des hypothèses relativement à l’origine

(1) J.-J. TRILLAT, Journ. de Phys , T. 4 (oct. i930), p. 340.

(4)
(5)

Fig. 1. - 12,95 pour 100 N. Fig. 2.

-

12 pour 100 N.

Fig. 3.

-

10,4 pour 100 ~’. Fig. ’~.

-

6,17 pour 100 N. Fig. 5.

-

12,95 pour 100 N.

Fig. 6.

-

i2 pour 100 N. Fig. 7.

-

10,4 pour 100 N.

J.-J. TRILLAT.

(6)

67

de ce lmlo ; soo aspect et sa largeur étaient une objection à son attribution à une diffraction cristalline.

Ces essais avaient été faits avec un collimateur de 1 inm de diamètre. En répétant les expériences avec un collimateur de 0,3 mm, il est apparu que ce halo se réduisait à un anneau très net et intense, correspondant à une équidistance d

=

7,07 Angstr’ms, et à un angle de diffraction 6/2

--

6°~~’30".

Or, dans leur travail sur les fibres de ramie nitrées, von Susich et Xaray-Szaho [Z. Phys. B 134 (1928), p. 264J ont trouvé pour la tache BOl un angle de diffraction

6/2

=

6°10’. Il est donc désormais certain que l’origine de cet anneau doit ètre attribuée à

une diffraction cristalline comme les trois anneaux extérieurs des nitrocelluloses contenant 12 pour 100 d’azote et au-dessus. L’anneau interne étant beaucoup plus intense que les autres subsiste pour des taux inférieurs à 12 pour 100, les trois anneaux extérieurs deve- nant alors de plus en plus faibles et étant noyés dans un halo d’apparence amorphe.

De plus, la finesse du collimateur employé permet de résoudre mieux la structure de

ce halo qui apparaissait nettement pour les clichés à 12 pour 100 azote et au-dessous

(voir les clichés du précédent article). On constate dans ces conditions que les anneaux cristallins subsistent tous pour ce taux, mais que l’espace compris entre l’anneau 2 et 3 est uniformément noirci, ainsi que l’espace compris entre l’anneau 3 et 4. le noircissement étant,

dans ce dernier cas, beaucoup plus faible (voir clichés 1, 2, 3).

Le même aspect est présenté par la fibre à 10,~ pour 100 cl’azote ; mais ici les trois

anneaux cristallins extérieurs ont presque complètement disparu.

Enfin, le cliché pris avec une nitrocellulose à 6,17 pour 100 d’azote est semblable à celui trouvé autrefois ; on y constate la même diminution du diamètre de l’anneau interne

(d = 7,33 ~) ainsi que la présence d’un halo vraiment amorphe (cl

=

4,4 ~j ; de plus, le diagramme de la cellulose apparaît faiblement.

Ceci amène à compléter les interprétations données dans notre travail antérieur

-(J.-J. Trillat, J. Phys., Octobre 1~30). Le coton nilré étudié est composé d’une partie

cristalline plus importante que nous ne le supposions (1) ; les cristalLites de trinitrocellulose sont répartis, dans la fibre de coton nitré, d’une façon désordonnée, avec cependant une légère tendance à l’orientation manifestée par des renforcements équatoriaux. On peut

même dire qu’au voisinage de 12 pour 100 et au-dessus, le coton nitré dans les conditions

indiquées dans notre précédent article est presque entièrement cristallin.

A mesure que le degré de nitration décroît, l’aspect du diagramme change, mais même

pour 10,4 pour 100 d’azote, il subsiste encore une proportion notable de composé cristallisé.

Il ne semble pas que la partie

«

amorphe

»

du diagramme provienne d’un élargissement des

anneaux cristallins ; on peut l’attribuer soit à une partie -%-raimenl amorphe, soit à une partie

non homogène constituée par des cristaux mal formés. Il est difficile de trancher entre ces

deux hypothèses qui, au fond, ne diffèrent pas essentiellement.

.

Cependant, d’après les travaux récents de Hess et Trogus (Z, f. Phys. Chem. 7 (1J30),1)

on peut arriver à l’idée

«

que les diagrammes peu nets observés si souvent pour des dérivés

cellulosiques, ne sont pas seulement l’expression de petits cristallites, mais que des fibres de ce genre n’ont pas un état homogène de dérivés cellulosiques, mais représentent plutôt des mélanges de différents états. Il est probable que c’est en particulier l’hétéro- généité chimique qui empêche la formation de réseaux homogènes ». C’est bieo à une

conclusion analogue que nous étions arrivés antérieurement (~1.-J. Trillat, J. Phys.,

Oct. 1930).

De ces résultats, ainsi que de ceux récemment trouvés par Mathieu (2) et par IIess et

Trogus (loc. cit.), il résulte aussi que les conditions de nitration exercent une influence considérable sur la structure fine des cotons nitrés; il semble que les diagrammes X soient

un moyen de contrôle précieux pour l’étude de la façon dont s’opère la nitration.

(t) Il est préférable d’employer les mots :

«

partie cristalline et partie amorphe », plutôt que

cc

phase cristalline

en

équilibre

avec une

phase amorphe »,

ces

derniers termes pouvant prêter à confusions.

(2) MATOU et DESMAROux, C. R., janvier 1931.

(7)

68

Un résultat analogue a été trouvé avec les acétates de cellulose; la différence entre un

produit à 60,6 pour 100 et à 49,6 pour 100 d’acétyle est extraordinairement nette : le

premier est presque entièrement cristallin (plusieurs anneaux de Debye-Scherrer), le second

presque entièrement amorphe. Le halo interne des termes à taux d’acétyle élevé est en réa--

lité (comme pour la nitrocellulose) un anneau intense correspondant à une distance réticu- laire d = 10,5 À, identique à celle trouvée par Hess et Trogus (d = 10,43 1) pour le triacé-

tate II (Z. Phys. Cheni., 5 (1929), 9,fi1) (fig. 8, 9, 10).

Manuscrit reçu le 12 janvier 193 i .

°

Références

Documents relatifs

Outre l’efficacité de la méthode de prédiction, cette recherche a montré que: (i) les B-facteurs et RMSf des résidus d’un ensemble de protéines ne sont pas très corrélés, mais

L’atome de chlore possède donc 17 protons dans son noyau et 17 électrons autour de celui-ci pour assurer la neutralité de la charge globale. De manière générale,

II.4 Les rôles du zinc et du soufre étant symétriques dans la structure de la maille, les calculs effectués pour l’un des deux types d’atomes sont également valables pour

avec quelques fibres musculaires raccordées à la média..Au dessus des valvules, la veine est légèrement dilatée en poche. - Une couche musculaire circulaire au niveau de la

for the oxidation of longer-chain primary aliphatic alcohols by CgrAlcOx and CglAlcOx are of the order of 10 4 –10 5 M 1 s 1 , some 10–100 times higher than that for oxidation

Des études de terrain ont été conduites à Grenoble, sur toute l’année 2013 (prélèvements de 24 heures, 1 jour/3) et sur le site du SIRTA, (25 km au sud- ouest de

Faire l’algorithme et le TDO du programme intitulé decision_finale qui saisit la moyenne générale obtenu par un élève au baccalauréat pour afficher s’il est admis, contrôle

Lorsqu’on éclaire les molécules avec des IR, certaines longueurs d’onde sont absorbées par des