개요
셀룰로오스는 무수 베타-글루코스 단위로 구성된 천연 고분자이며 각 기본 고리에 3개의 수산기를 가지고 있습니다.셀룰로오스를 화학적으로 변형시켜 다양한 셀룰로오스 유도체를 생산할 수 있는데, 그 중 하나가 셀룰로오스 에테르이다.셀룰로오스 에테르는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스 등을 포함하여 셀룰로오스에서 파생된 에테르 구조를 가진 고분자 화합물입니다.이러한 유도체는 일반적으로 알칼리 셀룰로오스를 모노클로로알칸, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 또는 모노클로로아세트산과 반응시켜 생성됩니다.생성된 셀룰로오스 에테르는 수용성, 증점성, 필름 형성성이 우수하여 건축, 제약, 식품, 화장품 등 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있습니다.셀룰로오스 에테르는 재생 가능하고 생분해 가능하며 무독성 물질이므로 합성 고분자의 대안으로 널리 사용됩니다.
성능 및 특징
1. 외관특징
셀룰로오스 에테르는 수분을 쉽게 흡수하고 물에 용해되면 안정적이고 점성이 있으며 투명한 콜로이드를 형성하는 흰색의 무취 섬유상 분말입니다.
2. 필름 형성 및 접착
셀룰로오스 에테르를 생성하기 위한 셀룰로오스의 화학적 변형은 용해도, 필름 형성 능력, 결합 강도 및 내염성을 포함한 특성에 큰 영향을 미칩니다.이러한 특성으로 인해 셀룰로오스 에테르는 우수한 기계적 강도, 유연성, 내열성 및 내한성을 갖춘 매우 바람직한 중합체입니다.또한 각종 수지 및 가소제와 상용성이 좋아 플라스틱, 필름, 바니시, 접착제, 라텍스, 약물코팅재 생산에 적합합니다.다양한 특성으로 인해 셀룰로오스 에테르는 제조 산업에서 중요한 소재가 되었으며 다양한 제품에 향상된 성능, 안정성 및 내구성을 제공합니다.그 결과, 의약품, 코팅, 섬유, 건축, 식품 산업 등 다양한 분야에서 폭넓게 응용되고 있습니다.
3. 용해도
메틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 나트륨카르복시메틸히드록시에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에테르의 용해도는 사용하는 온도와 용매에 따라 달라집니다.메틸셀룰로오스와 메틸 하이드록시에틸 셀룰로오스는 냉수와 일부 유기 용매에 용해되지만 가열하면 침전됩니다. 메틸셀룰로오스는 45~60°C에서 침전되고 혼합된 에테르화 메틸 하이드록시에틸 셀룰로오스는 65~80°C에서 침전됩니다.그러나 온도가 낮아지면 침전물이 다시 용해될 수 있습니다.반면, 하이드록시에틸 셀룰로오스와 나트륨 카르복시메틸 하이드록시에틸 셀룰로오스는 모든 온도에서 수용성이지만 유기 용매에는 용해되지 않습니다.이러한 셀룰로오스 에테르는 플라스틱, 필름, 코팅 및 접착제와 같은 산업의 다양한 응용 분야에 적합한 다양한 용해도 및 침전 특성을 가지고 있습니다.
4. 농축
셀룰로오스 에테르가 물에 용해되면 점도가 셀룰로오스 에테르의 중합도에 의해 영향을 받는 콜로이드 용액을 형성합니다.용액에는 비뉴턴 거동, 즉 전단력이 가해지면 유동 거동이 변하는 수화된 거대분자가 포함되어 있습니다.고분자 구조로 인해 용액의 점도는 농도에 따라 빠르게 증가하지만 온도가 증가하면 급격히 감소합니다.셀룰로오스 에테르 용액의 점도는 pH, 이온 강도 및 기타 화학 물질의 존재 여부에 따라 영향을 받습니다.셀룰로오스 에테르의 이러한 독특한 특성으로 인해 접착제, 코팅, 화장품 및 식품과 같은 다양한 응용 분야에 유용합니다.
애플리케이션
1. 석유산업
나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(NaCMC)는 오일 추출 공정에서 다양한 용도로 사용되는 셀룰로오스 에테르입니다.탁월한 점도 증가 및 유체 손실 감소 특성으로 인해 굴착 유체, 접합 유체 및 파쇄 유체에서 인기 있는 선택이 됩니다.특히, 석유 회수율 향상에 유망한 결과를 보여주었습니다.NaCMC는 다양한 수용성 염 오염에 저항하고 수분 손실을 줄여 오일 회수율을 높일 수 있으며, 염 저항성과 점도 증가 능력으로 인해 담수, 해수 및 포화 염수용 굴착 유체를 준비하는 데 이상적입니다.
나트륨 카르복시메틸 히드록시프로필 셀룰로오스(NaCMHPC) 및 나트륨 카르복시메틸 히드록시에틸 셀룰로오스(NaCMHEC)는 높은 슬러리화 속도, 우수한 항칼슘 성능 및 우수한 점도 증가 능력을 갖춘 두 가지 셀룰로오스 에테르 유도체로 시추 머드 처리제 및 재료로 탁월한 선택입니다. 완성 유체를 준비합니다.이는 하이드록시에틸 셀룰로오스에 비해 우수한 점도 증가 능력과 유체 손실 감소 특성을 나타내며, 염화칼슘 중량 하에서 다양한 밀도의 굴착 유체로 제형화될 수 있는 능력으로 인해 오일 생산량을 증가시키는 다용도 첨가제로 사용됩니다.
하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC)는 드릴링, 완성 및 접합 공정에서 진흙 농축 및 안정화제로 사용되는 또 다른 셀룰로오스 유도체입니다.HEC는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스 및 구아검과 비교하여 강한 모래 현탁액, 높은 염 수용력, 우수한 내열성, 낮은 혼합 저항성, 적은 액체 손실 및 겔 파괴 블록을 갖습니다.HEC는 우수한 증점 효과, 낮은 잔류물 및 기타 특성으로 인해 널리 사용되었습니다.전반적으로 NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC 및 HEC와 같은 셀룰로오스 에테르는 오일 추출 공정에서 중요한 역할을 하며 오일 회수율을 향상시키는 데 상당한 잠재력을 보여주었습니다.
2. 건설 및 페인트 산업
카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨은 건축용 석조 및 미장 모르타르용 지연제, 보수제, 증점제 및 결합제로 사용할 수 있는 다용도 건축 자재 첨가제입니다.또한 석고, 모르타르 및 지반 평탄화 재료의 분산제, 보수제 및 증점제로 사용할 수 있습니다.카르복시메틸 셀룰로오스로 만든 특수 석조 및 미장 모르타르 혼합물은 작업성, 보수성 및 균열 저항성을 향상시켜 블록 벽의 균열 및 공극을 방지할 수 있습니다.또한, 메틸셀룰로오스는 고급 벽체, 석재 타일 표면, 기둥, 기념물의 표면 장식 등 환경 친화적인 건축 표면 장식재를 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.
3. 생활화학산업
나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스는 다양한 제품에 사용할 수 있는 다용도 안정화 점성화제입니다.고체 분말 원료를 함유한 페이스트 제품에서는 분산 및 현탁액 안정화에 중요한 역할을 합니다.액상 또는 유화 화장품의 경우 증점제, 분산제, 균질화제 역할을 합니다.이 셀룰로오스 유도체는 유제 안정제, 연고 및 샴푸 증점제 및 안정제, 치약 접착 안정제, 세제 증점제 및 얼룩 방지제로도 작용할 수 있습니다.셀룰로오스 에테르의 일종인 나트륨 카르복시메틸 히드록시프로필 셀룰로오스는 치약의 형성성과 일관성을 유지하는 데 도움이 되는 요변성 특성으로 인해 치약 안정제로 널리 사용됩니다.이 유도체는 또한 염분과 산에 대한 저항력이 있어 세제와 얼룩 방지제의 효과적인 증점제로 사용됩니다.나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스는 일반적으로 세탁 분말 및 액체 세제 생산 시 먼지 분산제, 증점제 및 분산제로 사용됩니다.
4. 의약품 및 식품산업
제약산업에서는 이방하이드록시프로필카복시메틸셀룰로오스(HPMC)가 경구용 약물 제어 방출 및 지속 방출 제제의 약물 부형제로 널리 사용되고 있습니다.약물의 방출을 조절하는 방출지연물질, 제제의 방출을 지연시키는 코팅물질의 역할을 합니다.메틸카르복시메틸셀룰로오스와 에틸카르복시메틸셀룰로오스는 일반적으로 정제 및 캡슐을 제조하거나 당의정을 코팅하는 데 사용됩니다.식품 산업에서 프리미엄 등급 셀룰로오스 에테르는 다양한 식품의 효과적인 증점제, 안정제, 부형제, 보수제 및 기계적 발포제로 사용됩니다.메틸셀룰로오스와 하이드록시프로필메틸셀룰로오스는 대사적으로 비활성인 것으로 간주되어 섭취해도 안전합니다.고순도 카르복시메틸셀룰로오스는 우유 및 크림, 조미료, 잼, 젤리, 통조림 식품, 테이블 시럽 및 음료를 포함한 식품에 첨가할 수 있습니다.또한 카르복시메틸 셀룰로오스는 신선한 과일을 플라스틱 랩으로 운송 및 보관하는 데 사용할 수 있어 신선도 유지 효과가 뛰어나고 오염이 적고 손상이 없으며 기계화 생산이 용이합니다.
5. 광학 및 전기 기능성 소재
내산성 및 내염성이 우수한 고순도 셀룰로오스 에테르는 전해질 농축 안정제 역할을 하여 알카라인 및 아연-망간 배터리에 안정적인 콜로이드 특성을 제공합니다.일부 셀룰로오스 에테르는 164°C 미만에서 콜레스테릭 액정을 형성하는 하이드록시프로필 셀룰로오스 아세테이트와 같은 열방성 액정성을 나타냅니다.
주요 참고자료
● 화학물질사전.
● 셀룰로오스 에테르의 특성, 제조 및 산업적 응용.
● 셀룰로오스에테르 시장 현황 및 발전 동향.
