1. 카르복시메틸셀룰로오스에 대한 간략한 소개
영문명: 카르복실메틸셀룰로오스
약어: CMC
분자식은 가변적입니다: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
외관: 흰색 또는 연한 노란색의 섬유질 과립형 분말.
수용성: 물에 쉽게 용해되어 투명하고 점성이 있는 콜로이드를 형성하며, 용액은 중성 또는 약알칼리성입니다.
특징: 고분자 화합물인 계면활성 콜로이드로, 무취, 무미, 무독성입니다.
천연 셀룰로오스는 자연계에 널리 분포되어 있으며 가장 풍부한 다당류입니다. 그러나 생산 과정에서 셀룰로오스는 보통 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨 형태로 존재하므로 정식 명칭은 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨(CMC-Na)입니다. 셀룰로오스는 산업, 건설, 의약품, 식품, 섬유, 도자기 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
2. 카르복시메틸셀룰로오스 기술
셀룰로오스의 변형 기술에는 에테르화와 에스테르화가 포함됩니다.
카르복시메틸 셀룰로오스의 변환: 에테르화 기술에서 카르복시메틸화 반응을 통해 셀룰로오스를 카르복시메틸화하여 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)를 얻습니다.
카르복시메틸셀룰로오스 수용액의 기능: 증점, 필름 형성, 접착, 수분 보유, 콜로이드 보호, 유화 및 현탁.
3. 카르복시메틸셀룰로오스의 화학 반응
셀룰로오스 알칼리화 반응:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
알칼리 셀룰로오스 처리 후 모노클로로아세트산의 에테르화 반응:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
따라서 카르복시메틸셀룰로오스를 형성하는 화학식은 Cell-O-CH2-COONa NaCMC입니다.
소듐 카르복시메틸 셀룰로오스(NaCMC 또는 줄여서 CMC)는 수용성 셀룰로오스 에테르로, 가장 일반적으로 사용되는 수용액 제형의 점도를 수 cP에서 수천 cP까지 다양하게 조절할 수 있습니다.
4. 카르복시메틸셀룰로오스의 제품 특성
1. CMC 수용액 보관: 저온이나 직사광선에 노출되어도 안정적이지만, 온도 변화에 따라 산성도와 알칼리도가 변할 수 있습니다. 자외선이나 미생물의 영향을 받으면 용액의 점도가 감소하거나 변질될 수 있습니다. 장기간 보관이 필요한 경우에는 적절한 방부제를 첨가해야 합니다.
2. CMC 수용액 제조 방법: 먼저 입자를 균일하게 적셔주면 용해 속도를 크게 높일 수 있습니다.
3. CMC는 흡습성이 있으므로 보관 중 습기로부터 보호해야 합니다.
4. 아연, 구리, 납, 알루미늄, 은, 철, 주석, 크롬과 같은 중금속 염은 CMC의 침전을 유발할 수 있습니다.
5. pH 2.5 이하의 수용액에서는 침전이 발생하며, 알칼리를 첨가하여 중화시키면 침전물을 회수할 수 있다.
6. 칼슘, 마그네슘, 식염과 같은 염류는 CMC에 침전 효과를 일으키지는 않지만 용액의 점도를 낮춥니다.
7. CMC는 다른 수용성 접착제, 연화제 및 수지와 호환됩니다.
8. 가공 방식에 따라 CMC의 외관은 미세 분말, 거친 입자 또는 섬유질일 수 있으며, 이는 물리적 및 화학적 특성과는 무관합니다.
9. CMC 분말의 사용 방법은 간단합니다. 찬물이나 40~50°C의 따뜻한 물에 직접 넣고 녹일 수 있습니다.
5. 카르복시메틸셀룰로오스의 치환도 및 용해도
치환도는 각 셀룰로오스 단위에 결합된 나트륨 카르복시메틸기의 평균 개수를 나타냅니다. 치환도의 최대값은 3이지만, 산업적으로 가장 유용한 것은 치환도가 0.5~1.2인 NaCMC입니다. 치환도가 0.2~0.3인 NaCMC는 치환도가 0.7~0.8인 NaCMC와 물성이 상당히 다릅니다. 전자는 pH 7의 물에서 부분적으로만 용해되는 반면, 후자는 완전히 용해됩니다. 알칼리 조건에서는 그 반대가 됩니다.
6. 카르복시메틸셀룰로오스의 중합도 및 점도
중합도: 셀룰로오스 사슬의 길이를 나타내며, 이는 점도를 결정합니다. 셀룰로오스 사슬이 길수록 점도가 높아지며, NaCMC 용액의 점도 또한 높아집니다.
점도: NaCMC 용액은 비뉴턴 유체이며, 전단력이 증가함에 따라 겉보기 점도가 감소합니다. 교반을 멈춘 후에는 점도가 전단력에 비례하여 증가하다가 안정화됩니다. 즉, 이 용액은 요변성(thixotropic)을 나타냅니다.
7. 카르복시메틸셀룰로오스의 적용 범위
1. 건설 및 세라믹 산업
(1) 건축 코팅: 분산성이 좋고 코팅 분포가 균일하며 층 형성이 없고 안정성이 좋으며 점도 증가 효과가 좋고 코팅 점도를 조절할 수 있습니다.
(2) 도자기 산업: 도자기 점토의 가소성을 향상시키는 블랭크 바인더로 사용됨; 내구성 있는 유약.
2. 세탁, 화장품, 담배, 섬유 인쇄 및 염색 산업
(1) 세탁: 세탁된 오염물질이 섬유에 다시 침착되는 것을 방지하기 위해 세제에 CMC를 첨가합니다.
(2) 화장품: 증점제, 분산제, 현탁제, 안정화제 등. 화장품의 다양한 성질을 최대한 활용하는 것이 유익합니다.
(3) 담배: CMC는 담배 시트를 접착하는 데 사용되며 칩을 효과적으로 사용하고 원료 담배 잎의 양을 줄일 수 있습니다.
(4) 섬유: 직물 마감제로서 CMC는 고속 직기에서 실 끊김과 실 끊김을 줄일 수 있습니다.
(5) 인쇄 및 염색: 인쇄 페이스트에 사용되어 염료의 친수성 및 침투성을 향상시키고 염색을 균일하게 하며 색상 차이를 줄입니다.
3. 모기향 및 용접봉 산업
(1) 모기향: CMC는 모기향의 강도를 높이고 끊어지거나 부서질 가능성을 줄이기 위해 모기향에 사용됩니다.
(2) 전극: CMC는 세라믹 코팅의 결합 및 형성을 개선하고 브러싱 성능을 향상시키며 고온에서 소각 성능을 갖도록 하는 유약제로 사용됩니다.
4. 치약 산업
(1) CMC는 치약의 다양한 원료와 호환성이 좋습니다.
(2) 반죽은 섬세하고, 물이 분리되지 않고, 벗겨지지 않고, 굳어지지 않고, 거품이 풍부합니다.
(3) 우수한 안정성과 적절한 농도로 인해 치약의 형태, 유지력 및 특히 편안한 맛을 제공할 수 있습니다.
(4) 온도 변화에 강하고, 보습 및 향료 고정 효과가 있습니다.
(5) 캔에 담긴 작은 전단 및 꼬리.
5. 식품 산업
(1) 산성 음료: 예를 들어 응집으로 인한 요구르트 단백질의 침전 및 층화를 방지하기 위한 안정제로서; 물에 녹인 후 맛이 더 좋음; 좋은 대체 균일성.
(2) 아이스크림: 물, 지방, 단백질 등이 균일하고 분산되어 안정적인 혼합물을 형성하여 얼음 결정이 생기는 것을 방지합니다.
(3) 빵과 페이스트리: CMC는 반죽의 점도를 조절하고 제품의 수분 보유력과 유통기한을 향상시킬 수 있습니다.
(4) 인스턴트 라면: 면의 질긴 정도와 조리 저항성을 높여주고, 비스킷이나 팬케이크를 만들 때 모양을 잘 잡아주며, 케이크 표면이 매끄럽고 쉽게 부서지지 않습니다.
(5) 인스턴트 페이스트: 껌 베이스로 사용.
(6) CMC는 생리적으로 불활성이며 열량이 없습니다. 따라서 저칼로리 식품을 생산할 수 있습니다.
6. 제지 산업
CMC는 종이 사이징에 사용되어 종이의 밀도를 높이고 잉크 침투 저항성을 개선하며 왁스 포집성을 향상시키고 평활도를 높입니다. 종이 착색 과정에서는 염료 페이스트의 롤링성을 조절하는 데 도움을 주고, 종이 섬유 사이의 점착성을 향상시켜 종이의 강도와 접힘 저항성을 개선합니다.
7. 석유 산업
CMC는 석유 및 가스 시추, 유정 굴착 및 기타 프로젝트에 사용됩니다.
8. 기타
신발, 모자, 연필 등에 사용하는 접착제, 가죽 광택제 및 염색제, 거품 소화기용 안정제 등.
게시 시간: 2023년 1월 4일