カルボキシメチルセルロース（CMC）は、セルロースのカルボキシメチル化によって得られます。その水溶液は、増粘、フィルム形成、接着、保水性、コロイド保護、乳化、懸濁などの機能を有し、石油、食品、医薬品などの産業、繊維、製紙業界で広く利用されており、最も重要なセルロースエーテルの一つです。天然セルロースは、自然界で最も広く分布し、最も豊富な多糖類であり、その資源は非常に豊富です。現在のセルロース改質技術は、主にエーテル化とエステル化に焦点を当てています。カルボキシメチル化はエーテル化技術の一種です。
物理的特性
カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）は、白色またはわずかに黄色の綿状繊維粉末または白色粉末の外観を持ち、無臭、無味、無毒であり、冷水または温水に容易に溶解し、一定の粘度の透明な溶液を形成する。溶液は中性またはわずかにアルカリ性で、エタノール、エーテル、イソプロパノール、アセトンなどの有機溶媒には溶けず、60％含水エタノールまたはアセトン溶液に溶ける。吸湿性があり、光と熱に安定しており、温度の上昇とともに粘度が低下し、溶液はpH 2～10で安定し、pHが2未満では固体沈殿があり、pHが10を超えると粘度が低下します。変色温度は227℃、炭化温度は252℃、2％水溶液の表面張力は71mn/nである。
化学的性質
カルボキシメチル置換基のセルロース誘導体から製造され、セルロースを水酸化ナトリウムで処理してアルカリセルロースを形成し、次にモノクロロ酢酸と反応させる。セルロースを構成するグルコース単位には、置換可能な3つのヒドロキシル基があるため、置換度の異なる製品を得ることができます。平均して、乾燥重量1gあたり1mmolのカルボキシメチルが導入されました。これは水と希酸に不溶ですが、膨潤させてイオン交換クロマトグラフィーに使用できます。カルボキシメチルpKaは純水中で約4、0.5mol/L NaCl中で約3.5です。これは弱酸性の陽イオン交換体であり、通常、pH> 4で中性タンパク質と塩基性タンパク質の分離に使用されます。40％以上のヒドロキシル基がカルボキシメチル基に置換され、水に溶解して安定した高粘度コロイド溶液を形成します。
主な目的
カルボキシメチルセルロース（CMC）は、無毒・無臭の白色綿状粉末で、安定した性能を有し、水に容易に溶解します。水溶液は中性またはアルカリ性の透明な粘性液体で、他の水溶性接着剤や樹脂には溶解しますが、エタノールなどの有機溶媒には不溶です。CMCは、接着剤、増粘剤、懸濁剤、乳化剤、分散剤、安定剤、サイズ剤などとして使用できます。
カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）は、セルロースエーテルの中で最も生産量が多く、最も広く使用され、最も便利な用途を持つ製品であり、一般に「工業用グルタミン酸ナトリウム」として知られています。
1.石油や天然ガスの掘削、井戸掘りなどのプロジェクトに使用されます
① CMCを含んだ泥は井戸壁に薄くて硬い濾過ケーキを形成し、透水性が低いため、水の損失が減ります。
②泥水にCMCを添加することで、掘削リグの初期せん断力が低くなり、泥水が内包するガスを容易に放出できるとともに、堆積物は泥水ピットに速やかに排出されます。
③掘削泥水は他の懸濁分散液と同様に一定の存在期間があり、CMCを添加することで安定して存在期間を延ばすことができます。
④CMCを含んだ泥はカビが生えにくいので、pH値を高く保ったり防腐剤を使用したりする必要がありません。
⑤掘削泥水洗浄液処理剤としてCMCを含有しており、各種可溶性塩による汚染に耐えることができます。
⑥ CMCを含んだ泥は安定性が良く、150℃以上の温度でも水分の損失を抑えることができます。
低密度泥水には高粘度・高置換度のCMCが適しており、高密度泥水には低粘度・高置換度のCMCが適しています。CMCの選定は、泥水の種類、地域、井戸深度などの様々な条件に応じて決定する必要があります。
2. 繊維、印刷、染色業界で使用されています。繊維業界では、CMCは綿、絹、ウール、化学繊維、混紡、その他の強度の高い素材の軽糸糊付けに使用されています。
3. 製紙業界での使用 CMCは製紙業界で紙の表面平滑化剤やサイズ剤として使用されています。パルプに0.1～0.3%のCMCを添加すると、紙の引張強度が40～50%向上し、圧縮破断強度が50%向上し、混練性が4～5倍向上します。
4. CMCは合成洗剤に加えると汚れ吸着剤として使用できます。また、日用化学品、例えば歯磨き粉業界では、CMCグリセリン水溶液が歯磨き粉のガムベースとして使用されています。製薬業界では増粘剤や乳化剤として使用されています。CMC水溶液を濃縮して浮遊鉱物処理などに使用されています。
5. 窯業業界では、接着剤、可塑剤、釉薬の懸濁剤、色固定剤などとして使用されます。
6. 建設現場では保水性と強度を高めるために使用されています
7. 食品業界で使用されています。食品業界では、高置換度のCMCをアイスクリーム、缶詰、インスタント麺、ビールなどの泡安定剤、増粘剤、結合剤、賦形剤として利用しています。
8. 製薬業界では、錠剤の結合剤、崩壊剤、懸濁液の懸濁剤として適切な粘度を持つ CMC を選択します。
投稿日時: 2022年11月3日