Cellulose sodique
La cellulose sodique est un produit intermédiaire réactif issu de la chimie de la cellulose. Il ne s'agit pas d'un produit final, mais d'un état d'activation nécessaire de la cellulose. Elle est obtenue lorsque la cellulose est traitée avec de la soude caustique concentrée. Cette étape est appelée alcalinisation. Les groupes hydroxyles de la cellulose sont alors partiellement déprotonés. Il en résulte des alcoolates de cellulose sous forme de sodium. La structure polymère d'origine de la cellulose est conservée, mais devient nettement plus réactive.
Industriellement, la cellulose sodique est produite à partir de pâte à papier préalablement transformée en une poudre fine ou en fibres. La soude caustique utilisée présente souvent des concentrations de 40 à 50 %. L'alcalinisation est une réaction exothermique qui doit être contrôlée en température. Le produit obtenu est solide, humide, alcalin et très réactif chimiquement. Il est fortement hygroscopique et réagit de manière sensible à un mouillage non homogène.
La cellulose sodique n'a en soi aucune importance économique. Sa fonction consiste à activer la cellulose pour les réactions de substitution suivantes. Ce n'est que dans cet état que la production d'éthers de cellulose est possible. Lors de la synthèse de la carboxyméthylcellulose, la cellulose sodique réagit avec l'acide chloracétique ou son sel de sodium. Des groupes carboxyméthyle sont alors intégrés dans la molécule de cellulose. Le chlorure de sodium est un sous-produit de cette réaction. La réaction peut être réalisée avec ou sans solvant organique sous forme de bouillie.
D'autres éthers de cellulose sont fabriqués de manière similaire. Des réactifs gazeux tels que le chlorure de méthyle, l'oxyde d'éthylène ou l'oxyde de propylène sont utilisés à cet effet. Ces processus nécessitent des températures et des pressions élevées. La cellulose sodique agit alors comme centre de réaction nucléophile. L'uniformité de l'alcalinisation préalable influence de manière significative le degré de substitution et sa répartition le long des chaînes polymères.
Sur le plan technique, l'utilisation de la cellulose sodique impose des exigences élevées en matière de technologie de mélange et de réacteur. Une répartition homogène de la soude caustique dans la cellulose est déterminante. Une sur- ou sous-alcalinisation locale entraîne des hétérogénéités dans le produit final. Cela influence la solubilité, la viscosité, le comportement au gélification et les propriétés d'application des éthers de cellulose. Les mélangeurs et réacteurs de synthèse de grand volume doivent donc garantir un mouillage uniforme, un contrôle de la température et un traitement en douceur des fibres.