1. カルボキシメチルセルロースの簡単な紹介
英語名：カルボキシルメチルセルロース
略語: CMC
分子式は可変です: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
外観：白色または淡黄色の繊維状顆粒粉末。
水溶性：水に容易に溶け、透明で粘性のあるコロイドを形成し、溶液は中性または弱アルカリ性である。
特徴：高分子界面活性剤コロイド化合物で、無臭、無味、無毒です。
天然セルロースは自然界に広く分布しており、最も豊富な多糖類です。しかし、製造過程では、セルロースは通常カルボキシメチルセルロースナトリウムの形で存在するため、正式名称はカルボキシメチルセルロースナトリウム、略してCMC-Naとなります。工業、建設、医療、食品、繊維、セラミックなど、幅広い分野で利用されています。
2. カルボキシメチルセルロース技術
セルロースの改質技術には、エーテル化とエステル化が含まれる。
カルボキシメチルセルロースの変換：エーテル化技術におけるカルボキシメチル化反応では、セルロースをカルボキシメチル化してカルボキシメチルセルロース（CMC）を得る。
カルボキシメチルセルロース水溶液の機能：増粘、皮膜形成、結合、保水性、コロイド保護、乳化、懸濁。
3. カルボキシメチルセルロースの化学反応
セルロースのアルカリ化反応：
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
アルカリセルロース処理後のモノクロロ酢酸のエーテル化反応：
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
したがって、カルボキシメチルセルロースを形成する化学式は、Cell-O-CH2-COONa NaCMC である。
カルボキシメチルセルロースナトリウム（NaCMCまたは略してCMC）は水溶性のセルロースエーテルであり、一般的に使用されるほとんどの水溶液製剤の粘度を数cPから数千cPまで変化させることができます。
4. カルボキシメチルセルロースの製品特性
1. CMC水溶液の保管：低温や日光下では安定していますが、温度変化により溶液の酸性度とアルカリ度が変化します。紫外線や微生物の影響を受けると、溶液の粘度が低下したり、劣化したりすることがあります。長期保管が必要な場合は、適切な防腐剤を添加する必要があります。
2. CMC水溶液の調製方法：まず粒子を均一に湿らせることで、溶解速度を大幅に向上させることができます。
3. CMCは吸湿性があるため、保管中は湿気から保護する必要があります。
4. 亜鉛、銅、鉛、アルミニウム、銀、鉄、スズ、クロムなどの重金属塩は、CMCを沈殿させる可能性があります。
5. pH2.5以下の水溶液中で沈殿が生じるが、アルカリを添加して中和することで回収できる。
6. カルシウム、マグネシウム、食塩などの塩類はCMCに対して沈殿効果はありませんが、溶液の粘度を低下させます。
7. CMCは、他の水溶性接着剤、柔軟剤、樹脂と互換性があります。
8. 加工方法の違いにより、CMCの外観は微粉末、粗粒、繊維状など様々ですが、これは物理的および化学的性質とは関係ありません。
9. CMC粉末の使用方法は簡単です。冷水または40～50℃の温水に直接加えて溶解させることができます。
5. カルボキシメチルセルロースの置換度と溶解度
置換度とは、各セルロース単位に結合しているカルボキシメチルナトリウム基の平均数を指します。置換度の最大値は3ですが、工業的に最も有用なのは置換度が0.5～1.2のNaCMCです。置換度が0.2～0.3のNaCMCの特性は、置換度が0.7～0.8のNaCMCの特性とは大きく異なります。前者はpH7の水に部分的にしか溶解しませんが、後者は完全に溶解します。アルカリ性条件下ではその逆になります。
6. カルボキシメチルセルロースの重合度と粘度
重合度：セルロース鎖の長さを指し、粘度を決定します。セルロース鎖が長いほど粘度が高くなり、NaCMC溶液も同様です。
粘度：NaCMC溶液は非ニュートン流体であり、せん断力が増加すると見かけ粘度が低下します。撹拌を停止すると、粘度は比例的に増加し、その後安定します。つまり、この溶液はチキソトロピー性を示します。
7. カルボキシメチルセルロースの適用範囲
1. 建設業およびセラミック産業
（１）建築用塗料：分散性良好、均一な塗布分布；層状化なし、良好な安定性；良好な増粘効果、調整可能な塗膜粘度。
（２）陶磁器産業：陶土の可塑性を向上させるためのブランクバインダーとして使用される。耐久性のある釉薬。
2. 洗濯、化粧品、タバコ、繊維染色産業
（１）洗濯：CMCは、洗濯した汚れが布地に再び付着するのを防ぐために洗剤に添加されています。
（２）化粧品：増粘、分散、懸濁、安定化など。化粧品の様々な特性を十分に発揮させるのに有益である。
（３）タバコ：CMCはタバコシートの接着に使用され、チップを効果的に使用し、生のタバコ葉の量を減らすことができます。
（４）繊維：CMCは、生地の仕上げ剤として、高速織機での糸飛びや糸切れを軽減することができます。
（５）印刷と染色：印刷ペーストに使用され、染料の親水性と浸透性を高め、染色を均一にし、色差を低減します。
3. 蚊取り線香および溶接棒産業
（１）蚊取り線香：CMCは蚊取り線香の強度を高め、折れにくくするために蚊取り線香に使用されます。
（２）電極：CMCは釉薬剤として使用され、セラミックコーティングの密着性と成形性を向上させ、ブラッシング性能を向上させ、高温での焼損性能も備えています。
4. 歯磨き粉業界
（１）CMCは歯磨き粉の様々な原料と良好な相溶性を有する。
（２）ペーストはきめ細かく、水が分離せず、剥がれず、濃くなりすぎず、泡立ちが良い。
（３）良好な安定性と適切な粘稠度により、歯磨き粉に良好な形状、保持力、特に快適な味を与えることができる。
（４）温度変化に強く、保湿性と香りの持続性がある。
（５）缶詰の小片と尾部。
5. 食品産業
（１）酸性飲料：安定剤として、例えば、ヨーグルト中のタンパク質の凝集による沈殿や層状化を防ぐ。水に溶解した後の味が良くなる。置換均一性が良好。
（２）アイスクリーム：水、脂肪、タンパク質などを均一に分散させ、安定した混合物を作り、氷の結晶の発生を防ぐ。
（３）パンとペストリー：CMCは生地の粘度を制御し、製品の水分保持と保存期間を向上させることができます。
（４）インスタント麺：麺の粘りと調理耐性を向上させ、ビスケットやパンケーキの成形性が良く、ケーキの表面が滑らかで割れにくい。
（５）インスタントペースト：ガムベースとして。
（６）CMCは生理学的に不活性であり、カロリー値を持たない。したがって、低カロリー食品を製造することができる。
6. 製紙業界
CMCは紙のサイズ剤として使用され、紙の密度を高め、インク浸透抵抗性、ワックスの吸着性、平滑性を向上させます。また、紙の着色工程において、着色ペーストの巻き取り性を制御するのに役立ち、紙内部の繊維間の粘着性を改善することで、紙の強度と折り曲げ抵抗性を向上させます。
7. 石油産業
CMCは、石油・ガス掘削、油井掘削、その他のプロジェクトで使用されます。
8. その他
靴、帽子、鉛筆などに使用する接着剤、皮革用の研磨剤や着色剤、泡消火器用の安定剤など。
投稿日時：2023年1月4日