셀룰로오스 에테르(CelluloseEther)는 셀룰로오스를 하나 또는 여러 개의 에테르화제의 에테르화 반응과 건식 분쇄를 통해 제조합니다. 에테르 치환기의 다양한 화학 구조에 따라 셀룰로오스 에테르는 음이온성, 양이온성, 비이온성 에테르로 구분할 수 있습니다. 이온성 셀룰로오스 에테르에는 주로 카르복시메틸 셀룰로오스 에테르(CMC)가 포함되고, 비이온성 셀룰로오스 에테르에는 주로 메틸 셀룰로오스 에테르(MC), 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스 에테르(HPMC), 히드록시에틸 셀룰로오스 에테르가 포함됩니다. 염소 에테르(HC) 등이 있습니다. 비이온성 에테르는 수용성 에테르와 유용성 에테르로 구분되며, 비이온성 수용성 에테르는 주로 모르타르 제품에 사용됩니다. 이온성 셀룰로오스 에테르는 칼슘 이온이 존재할 경우 불안정하기 때문에 시멘트, 소석회 등을 시멘팅 재료로 사용하는 건식 혼합 모르타르 제품에는 거의 사용되지 않습니다. 비이온성 수용성 셀룰로오스 에테르는 현탁 안정성과 보수성 덕분에 건축 자재 산업에서 널리 사용됩니다.
1. 셀룰로스 에테르의 화학적 특성
각 셀룰로스 에테르는 셀룰로스-무수포도당 구조를 기본으로 합니다. 셀룰로스 에테르를 생산하는 공정에서는 셀룰로스 섬유를 먼저 알칼리 용액에서 가열한 후 에테르화제로 처리합니다. 섬유 반응 생성물을 정제하고 분쇄하여 일정 미립도를 가진 균일한 분말을 형성합니다.
MC 제조 공정에서는 에테르화제로 염화메틸만 사용하며, HPMC 제조 시에는 염화메틸 외에도 프로필렌 옥사이드를 사용하여 히드록시프로필 치환기를 얻습니다. 다양한 셀룰로스 에테르는 메틸 및 히드록시프로필 치환 비율이 다르며, 이는 셀룰로스 에테르 용액의 유기 적합성과 열 겔화 온도에 영향을 미칩니다.
2. 셀룰로스 에테르의 응용 시나리오
셀룰로오스 에테르는 비이온성 반합성 중합체로, 수용성 및 용매 가용성을 지닙니다. 다양한 산업 분야에서 다양한 효과를 나타냅니다. 예를 들어, 화학 건축 자재에서 다음과 같은 복합 효과를 나타냅니다.
①보수제 ②증점제 ③균일화성 ④필름형성성 ⑤바인더
폴리염화비닐 산업에서는 유화제 및 분산제로, 제약 산업에서는 결합제, 서방형 및 서방형 골격 재료 등으로 사용됩니다. 셀룰로오스는 다양한 복합 효과를 가지고 있어 그 응용 분야 또한 가장 광범위합니다. 본 연구에서는 다양한 건축 자재에서 셀룰로오스 에테르의 용도와 기능에 대해 중점적으로 살펴봅니다.
(1) 라텍스 페인트의 경우:
라텍스 페인트 산업에서 히드록시에틸 셀룰로오스를 선택하기 위해 등점도의 일반적인 사양은 RT30000-50000cps로 HBR250의 사양에 해당하며, 참고 투여량은 일반적으로 약 1.5‰-2‰입니다. 라텍스 페인트에서 히드록시에틸의 주요 기능은 안료의 겔화를 방지하고 안료의 분산과 라텍스의 안정성을 돕고 구성 요소의 점도를 높여 구조물의 레벨링 성능에 기여하는 것입니다. 히드록시에틸 셀룰로오스는 사용하기가 더 편리합니다. 냉수와 온수에 녹일 수 있으며 pH 값의 영향을 받지 않습니다. PI 값이 2~12 사이일 때 안심하고 사용할 수 있습니다. 사용 방법은 다음과 같습니다. I. 생산에 직접 첨가: 이 방법의 경우 히드록시에틸 셀룰로오스 지연형을 선택해야 하며 용해 시간이 30분 이상인 히드록시에틸 셀룰로오스를 사용합니다. 단계는 다음과 같습니다. ① 고전단 교반기가 장착된 용기에 넣습니다.정량 순수 ②저속으로 계속 교반을 시작하고 동시에 히드록시에틸을 용액에 고르게 천천히 첨가합니다. ③모든 과립 물질이 담가질 때까지 계속 교반합니다. ④다른 첨가제 및 알칼리성 첨가제 등을 첨가합니다.⑤모든 히드록시에틸이 완전히 용해될 때까지 교반한 다음, 제형에 다른 성분을 첨가하고 완제품이 될 때까지 분쇄합니다.Ⅱ.나중에 사용하기 위한 모액 제공: 이 방법은 곰팡이 방지 효과가 있는 인스턴트 셀룰로오스를 선택할 수 있습니다.이 방법의 장점은 유연성이 더 크고 라텍스 페인트에 직접 첨가할 수 있다는 것입니다.제조 방법은 ①-④단계와 동일합니다.Ⅲ.나중에 사용하기 위한 포리지 준비: 유기 용매는 히드록시에틸에 대해 빈용매(불용성)이므로 이러한 용매를 사용하여 포리지를 준비할 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 유기 용제는 라텍스 페인트 제형의 유기 액체로, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 그리고 필름 형성제(예: 디에틸렌 글리콜 부틸 아세테이트)가 있습니다. 포리지 히드록시에틸 셀룰로오스는 페인트에 직접 첨가할 수 있습니다. 완전히 녹을 때까지 계속 저어줍니다.
(2) 벽 긁기 퍼티의 경우:
현재 우리나라 대부분 도시에서는 방수 및 방청 기능이 있는 친환경 퍼티가 기본적으로 높은 평가를 받고 있습니다. 이 퍼티는 비닐알코올과 포름알데히드의 아세탈 반응으로 생산됩니다. 따라서 이 소재는 점차 사라지고 있으며, 셀룰로스 에테르 계열 제품이 이 소재를 대체하고 있습니다. 즉, 친환경 건축 자재 개발에 있어 셀룰로스만이 유일한 소재입니다. 방수 퍼티는 건조 분말 퍼티와 페이스트 퍼티 두 가지로 나뉩니다. 이 두 가지 퍼티 중에서 변성 메틸셀룰로스 퍼티와 히드록시프로필 메틸 퍼티를 선택해야 합니다. 점도는 일반적으로 30,000~60,000cps입니다. 퍼티에서 셀룰로스의 주요 기능은 보수, 접착, 윤활입니다. 다양한 제조업체의 퍼티 공식이 다르기 때문에 일부는 회색 칼슘, 가벼운 칼슘, 흰색 시멘트 등이며 일부는 석고 가루, 회색 칼슘, 가벼운 칼슘 등이므로 두 공식의 사양, 점도 및 셀룰로오스의 침투도 다릅니다.첨가량은 약 2‰-3‰입니다.벽돌 스크래핑 퍼티를 시공할 때 벽의 바탕면은 어느 정도 수분 흡수력이 있기 때문에(벽돌 벽의 수분 흡수율은 13%, 콘크리트의 수분 흡수율은 3-5%) 외부 세계의 증발과 더불어 퍼티가 너무 빨리 물을 잃으면 균열이나 가루 제거로 이어져 퍼티의 강도가 약해집니다.따라서 셀룰로오스 에테르를 첨가하면 이 문제가 해결됩니다.하지만 필러의 품질, 특히 회분 칼슘의 품질도 매우 중요합니다. 셀룰로스의 높은 점도 덕분에 퍼티의 부력이 향상되고 시공 중 처짐 현상이 방지되며, 스크래핑 후 작업 편의성과 노동력 절감 효과가 뛰어납니다. 분말 퍼티에 셀룰로스 에테르를 첨가하면 더욱 편리하며, 생산 및 사용이 더욱 간편합니다. 충진재와 첨가제는 건조 분말에 균일하게 혼합할 수 있습니다.
(3) 콘크리트 모르타르 :
콘크리트 모르타르에서 최대 강도를 얻으려면 시멘트가 완전히 수화되어야 합니다. 특히 여름철 시공 시 콘크리트 모르타르는 수분을 너무 빨리 잃어버리기 때문에, 완전 수화 조치를 통해 수분을 유지하고 살수합니다. 이는 자원 낭비이자 작업 편의성을 저해합니다. 핵심은 수분이 표면에만 존재하고 내부 수화는 아직 불완전하다는 것입니다. 따라서 이 문제를 해결하기 위해 모르타르 콘크리트에 8가지 보수제를 첨가하는 것이 좋습니다. 일반적으로 히드록시프로필 메틸 또는 메틸 셀룰로오스를 사용하며, 점도는 20,000~60,000cps, 첨가량은 2~3%입니다. 보수율은 85% 이상으로 높일 수 있습니다. 모르타르 콘크리트에 사용하는 방법은 건조 분말을 균일하게 혼합하여 물에 붓는 것입니다.
(4) 석고, 결합석고, 코킹석고의 경우:
건설 산업의 급속한 발전과 함께 새로운 건축 자재에 대한 수요 또한 날로 증가하고 있습니다. 환경 보호에 대한 인식이 높아지고 건설 효율성이 지속적으로 향상됨에 따라 시멘트계 석고 제품이 빠르게 발전했습니다. 현재 가장 널리 사용되는 석고 제품은 미장용 석고, 결합 석고, 상감 석고, 타일 접착제입니다. 미장용 석고는 실내 벽과 천장에 사용되는 고품질 미장재로, 미장된 벽면이 매끄럽고 고르게 시공됩니다. 신축 경량보드 접착제는 석고를 기본 재료로 하고 다양한 첨가제를 첨가하여 만든 점착성 소재입니다. 다양한 무기질 건축 벽재 사이의 접착에 적합합니다. 무독성, 무취, 조기 강도 및 빠른 경화, 강력한 접착력 등의 특성을 지니고 있어 건축용 보드 및 블록 시공의 지지재로 사용됩니다. 석고 코킹제는 석고보드 사이의 틈새를 메우고 벽과 균열을 보수하는 데 사용됩니다. 이러한 석고 제품은 다양한 기능을 가지고 있습니다. 석고 및 관련 충전재의 역할 외에도, 첨가되는 셀룰로스 에테르 첨가제가 주요한 역할을 한다는 점이 핵심 쟁점입니다. 석고는 무수석고와 반수석고로 나뉘며, 석고 종류에 따라 제품 성능에 미치는 영향이 다르므로 증점, 보수성, 지연성이 석고 건축 자재의 품질을 결정합니다. 이러한 재료의 공통적인 문제점은 공동화 및 균열 발생이며, 초기 강도에 도달하지 못합니다. 이 문제를 해결하려면 셀룰로스의 종류와 지연제의 화합물 활용 방법을 선택해야 합니다. 이와 관련하여 일반적으로 메틸 또는 히드록시프로필 메틸 30000이 선택됩니다. –60000cps의 경우, 첨가량은 1.5%–2%입니다. 이 중 셀룰로스 에테르는 보수성과 지연 윤활성에 중점을 둡니다. 그러나 지연제로 셀룰로스 에테르에만 의존하는 것은 불가능하며, 초기 강도에 영향을 미치지 않도록 구연산 지연제를 첨가하여 혼합하여 사용해야 합니다. 보수력은 일반적으로 외부 수분 흡수 없이 자연적으로 손실되는 수분량을 의미합니다. 벽이 너무 건조하면 바닥 표면의 수분 흡수와 자연 증발로 인해 재료의 수분 손실이 너무 빨라지고, 함몰과 균열이 발생합니다. 이 사용 방법은 건조 분말과 혼합하여 사용합니다. 용액을 제조하는 경우, 용액 제조 방법을 참조하십시오.
(5) 단열모르타르
단열 모르타르는 북부 지역의 새로운 유형의 내벽 단열재입니다. 단열재, 모르타르, 바인더로 합성된 벽체 재료입니다. 이 재료에서 셀룰로오스는 결합 및 강도 향상에 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 고점도(약 10,000eps)의 메틸셀룰로오스를 사용하며, 사용량은 일반적으로 2‰~3‰입니다. 사용 방법은 건조 분말 혼합입니다.
(6) 인터페이스 에이전트
계면활성제로는 HPNC 20000cps를, 타일 접착제로는 60000cps 이상을 선택하고, 계면활성제에 첨가된 증점제에 집중하면 인장 강도와 내화성(anti-arrow strength)을 향상시킬 수 있습니다. 타일 접착 시 수분 유지제로 사용되어 타일의 탈락을 방지합니다.
3. 산업 사슬 상황
(1) 상류산업
셀룰로스 에테르 생산에 필요한 주요 원료는 정제 면(또는 목재 펄프)과 프로필렌 옥사이드, 염화메틸, 액상 가성소다, 가성소다, 에틸렌 옥사이드, 톨루엔 및 기타 보조제와 같은 일반적인 화학 용매입니다. 이 산업의 상류 산업 기업으로는 정제 면, 목재 펄프 생산 기업, 그리고 일부 화학 기업이 있습니다. 위에서 언급한 주요 원료의 가격 변동은 셀룰로스 에테르의 생산 원가 및 판매 가격에 다양한 영향을 미칩니다.
정제된 면의 비용은 비교적 높습니다. 건축 자재 등급 셀룰로스 에테르를 예로 들면, 보고 기간 동안 정제된 면의 비용은 건축 자재 등급 셀룰로스 에테르의 판매 비용에서 각각 31.74%, 28.50%, 26.59%, 26.90%를 차지했습니다. 정제된 면의 가격 변동은 셀룰로스 에테르의 생산 비용에 영향을 미칩니다. 정제된 면 생산의 주요 원료는 면 린터입니다. 면 린터는 면 생산 공정의 부산물 중 하나로, 주로 면 펄프, 정제된 면, 니트로셀룰로스 및 기타 제품을 생산하는 데 사용됩니다. 면 린터와 면의 사용 가치와 용도는 상당히 다르며 가격은 면보다 분명히 낮지만 면의 가격 변동과 일정한 상관 관계가 있습니다. 면 린터 가격의 변동은 정제된 면의 가격에 영향을 미칩니다.
정제면 가격의 급격한 변동은 이 산업에 종사하는 기업의 생산 비용, 제품 가격 및 수익성 통제에 다양한 정도의 영향을 미칩니다.정제면 가격이 높고 목재 펄프 가격이 비교적 저렴할 때 비용을 절감하기 위해 목재 펄프를 정제면의 대체재 및 보충제로 사용할 수 있으며, 주로 제약 및 식품 등급 셀룰로오스 에테르와 같은 점도가 낮은 셀룰로오스 에테르 생산에 사용됩니다.국가통계국 웹사이트의 데이터에 따르면 2013년 우리나라의 면화 재배 면적은 435만 헥타르이고 전국 면화 생산량은 631만 톤이었습니다.중국셀룰로오스산업협회의 통계에 따르면 2014년 국내 주요 정제면 제조업체의 정제면 총 생산량은 33만 2천 톤으로 원자재 공급이 풍부합니다.
흑연 화학 장비 생산의 주요 원재료는 강철과 흑연 탄소입니다. 강철과 흑연 탄소의 가격은 흑연 화학 장비 생산 원가에서 비교적 높은 비중을 차지합니다. 이러한 원재료의 가격 변동은 흑연 화학 장비의 생산 원가 및 판매 가격에 일정 영향을 미칩니다.
(2) 셀룰로오스 에테르의 하류 산업
"산업용 글루탐산나트륨"인 셀룰로스 에테르는 셀룰로스 에테르 함량이 낮고 용도가 광범위합니다. 하류 산업들은 국가 경제의 모든 계층에 분산되어 있습니다.
일반적으로 하류 건설 산업과 부동산 산업은 건축자재용 셀룰로스 에테르 수요 증가율에 일정 부분 영향을 미칩니다. 국내 건설 산업과 부동산 산업이 빠르게 성장함에 따라 건축자재용 셀룰로스 에테르에 대한 국내 시장 수요도 빠르게 증가하고 있습니다. 하지만 국내 건설 산업과 부동산 산업의 성장세가 둔화되면 건축자재용 셀룰로스 에테르에 대한 국내 시장 수요 증가율 또한 둔화될 것이며, 이는 업계 경쟁을 심화시키고 업계 내 적자생존의 가속화로 이어질 것입니다.
2012년 이후 국내 건설업과 부동산업의 침체 속에서도 국내 시장의 건축자재급 셀룰로오스 에테르 수요는 큰 변동을 보이지 않았다. 주된 이유는 다음과 같다. 1. 국내 건설업과 부동산업의 전체 규모가 크고, 전체 시장 수요도 비교적 크다. 건축자재급 셀룰로오스 에테르의 주요 소비 시장은 경제개발구와 1, 2선 도시에서 중서부 지역과 3선 도시로 점차 확대되고 있으며, 국내 수요 성장 잠재력과 공간적 확장이 이루어지고 있다. 2. 건축자재 원가에서 셀룰로오스 에테르가 첨가되는 비중이 낮고, 단일 고객의 사용량이 적으며, 고객이 분산되어 있어 수요가 경직되기 쉽고, 하류 시장의 전체 수요는 비교적 안정적이다. 3. 시장 가격의 변화는 건축자재급 셀룰로오스 에테르의 수요 구조 변화에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 2012년부터 건축자재급 셀룰로오스 에테르의 판매가격이 대폭 하락하여 중고가 제품의 가격이 대폭 하락하였고, 더 많은 고객의 구매와 선택을 유도하였으며, 중고가 제품에 대한 수요를 증가시키고 일반 모델의 시장 수요와 가격 공간을 압박하였습니다.
제약 산업의 발전 정도와 성장률은 제약 등급 셀룰로스 에테르 수요에 영향을 미칠 것입니다. 사람들의 생활 수준 향상과 식품 산업의 발전은 식품 등급 셀룰로스 에테르 시장 수요를 견인하는 데 도움이 될 것입니다.
4. 셀룰로오스 에테르의 개발 동향
셀룰로스 에테르 시장 수요의 구조적 차이로 인해 서로 다른 강점과 약점을 가진 기업들이 공존할 수 있습니다. 시장 수요의 구조적 차이가 뚜렷하기 때문에 국내 셀룰로스 에테르 제조업체들은 자사의 강점을 기반으로 차별화된 경쟁 전략을 채택하는 동시에 시장의 발전 추세와 방향을 정확히 파악해야 합니다.
(1) 제품 품질의 안정성 확보는 여전히 셀룰로오스 에테르 기업의 핵심 경쟁 포인트가 될 것입니다.
셀룰로오스 에테르는 이 산업에서 대부분의 하류 기업 생산 비용에서 차지하는 비중은 작지만, 제품 품질에 큰 영향을 미칩니다. 중상류 고객층은 특정 브랜드의 셀룰로오스 에테르를 사용하기 전에 배합 실험을 거쳐야 합니다. 안정적인 배합을 형성한 후에는 다른 브랜드의 제품으로 대체하기 어려우며, 셀룰로오스 에테르의 품질 안정성에 대한 요구도 더욱 높습니다. 이러한 현상은 국내외 대규모 건축 자재 제조업체, 제약 부형제, 식품 첨가제, PVC와 같은 고급 산업 분야에서 더욱 두드러집니다. 제품 경쟁력을 높이기 위해 제조업체는 공급하는 다양한 배치의 셀룰로오스 에테르의 품질과 안정성을 장기간 유지하여 더 나은 시장 평판을 구축해야 합니다.
(2) 제품 응용기술 수준 향상은 국내 셀룰로오스 에테르 기업의 발전 방향이다
셀룰로스 에테르 생산 기술이 점차 성숙해짐에 따라, 응용 기술의 수준 향상은 기업의 종합 경쟁력 향상과 안정적인 고객 관계 구축에 도움이 됩니다. 선진국의 유명 셀룰로스 에테르 기업들은 주로 "대규모 고급 고객 대응 + 하위 용도 개발"이라는 경쟁 전략을 채택하여 셀룰로스 에테르의 용도 및 사용 제형을 개발하고, 다양한 세부 응용 분야에 맞춰 제품군을 구성하여 고객의 사용을 용이하게 하고 하위 시장 수요를 창출합니다. 선진국 셀룰로스 에테르 기업들의 경쟁은 제품 진입 경쟁에서 응용 기술 경쟁으로 전환되었습니다.
게시 시간: 2023년 2월 27일