セルロースエーテルは重要なポリマー化合物の一種であり、建設、医療、食品などの分野で広く使用されています。その中でも、HPMC（ヒドロキシプロピルメチルセルロース）、MC（メチルセルロース）、HEC（ヒドロキシエチルセルロース）、CMC（カルボキシメチルセルロース）は、4つの一般的なセルロースエーテルです。
メチルセルロース（MC）：
MCは冷水に溶けやすく、温水には溶けにくい。水溶液はpH3～12の範囲で非常に安定しており、相溶性も良好で、デンプンやグアーガムなどの様々な界面活性剤と混合することができる。温度がゲル化温度に達するとゲル化する。
MCの保水性は、添加量、粘度、粒子の細かさ、溶解速度に依存します。一般的に、添加量が多く、粒子が細かく、粘度が高いほど保水性は高くなります。その中でも、添加量は保水性に最も大きく影響し、粘度レベルは保水性に比例しません。溶解速度は主にセルロース粒子の表面改質度と粒子の細かさに依存します。
温度変化はMCの保水性に重大な影響を与えます。一般的に、温度が高いほど保水性は低下します。モルタルの温度が40℃を超えると、MCの保水性は著しく低下し、モルタルの施工性能に重大な影響を与えます。
MCはモルタルの施工性能と接着性に大きな影響を与えます。ここで「接着性」とは、作業者の施工工具と壁下地との接着性、つまりモルタルのせん断抵抗を指します。接着性が高いほど、モルタルのせん断抵抗が大きくなり、作業者が使用する際に必要な力が大きくなり、モルタルの施工性能が低下します。MCの接着性は、セルロースエーテル製品の中では中程度です。
ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）：
HPMCは水に溶けやすいですが、熱水には溶けにくい場合があります。しかし、熱水中でのゲル化温度はMCよりも大幅に高く、冷水での溶解性もMCよりも優れています。
HPMCの粘度は分子量と相関関係があり、分子量が大きいほど粘度は高くなります。また、温度も粘度に影響を与え、温度上昇に伴い粘度は低下しますが、粘度が低下する温度はMCよりも低くなります。室温では溶液は安定です。
HPMCの保水性は添加量や粘度などに依存しますが、同じ添加量ではMCよりも保水性が高くなります。
HPMCは酸とアルカリに対して安定しており、水溶液はpH2～12の範囲で非常に安定しています。苛性ソーダや石灰水は性能にほとんど影響を与えませんが、アルカリは溶解速度を速め、粘度を高める可能性があります。HPMCは一般的な塩類に対して安定していますが、塩類溶液の濃度が高いとHPMC溶液の粘度が上昇する傾向があります。
HPMC は、ポリビニルアルコール、デンプンエーテル、植物ガムなどの水溶性ポリマー化合物と混合して、均一で粘度の高い溶液を形成できます。
HPMCはMCよりも酵素耐性に優れており、その溶液はMCよりも酵素分解を受けにくいです。HPMCはMCよりもモルタルへの接着性に優れています。
ヒドロキシエチルセルロース（HEC）：
HECは冷水に溶け、温水には溶けにくい性質を持っています。溶液は高温でも安定しており、ゲル化しません。モルタルに高温で長期間使用できますが、保水性はMCよりも低くなります。
HEC は一般的な酸やアルカリに対して安定していますが、アルカリによって溶解が促進され、粘度がわずかに上昇します。また、水への分散性は MC や HPMC よりわずかに劣ります。
HEC はモルタルの懸濁性能に優れていますが、セメントの遅延時間は長くなります。
一部の国内企業が生産するHECは、水分含有量と灰分含有量が高いため、MCよりも性能が低くなります。
カルボキシメチルセルロース（CMC）：
CMCは、綿などの天然繊維をアルカリ処理し、クロロ酢酸をエーテル化剤として一連の反応処理を施すことで得られるイオン性セルロースエーテルです。置換度は一般的に0.4～1.4の範囲で、その性能は置換度によって大きく左右されます。
CMCには増粘作用と乳化安定作用があり、油分やタンパク質を含む飲料に使用すると乳化安定の役割を果たします。
CMCには保水作用があり、肉製品、パン、饅頭などの食品において、組織改良、水分の揮発性低下、製品歩留まりの向上、風味向上などの効果があります。
CMCにはゲル化作用があり、ゼリーやジャムを作るのに使えます。
CMCは食品の表面に膜を形成し、果物や野菜に対して一定の保護効果をもたらし、果物や野菜の保存期間を延ばします。
これらのセルロースエーテルはそれぞれ独自の特性と用途分野を有しており、具体的な用途要件と環境条件に応じて適切な製品を選択する必要があります。
投稿日時: 2024年10月29日