나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(또는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스,CMC, 카르복시메틸, 셀룰로오스 나트륨, 카복시 메틸 셀룰로오스의 나트륨 염)은 오늘날 세계에서 가장 널리 사용되고 가장 많은 양이 사용되는 셀룰로오스 유형입니다.
CMC-Na는 줄여서 100-2000의 포도당 중합도와 242.16의 상대 분자량을 갖는 셀룰로오스 유도체입니다. 백색의 섬유상 또는 과립상 분말. 무취, 무미, 무미, 흡습성, 유기용매에 불용성.
기본 속성
1. 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)의 분자 구조
1918년 독일에서 처음 생산되었으며, 1921년 특허를 취득하여 세상에 모습을 드러냈습니다. 이후 유럽에서는 상업적 생산이 이루어졌습니다. 당시에는 콜로이드와 바인더로 사용되는 조제품뿐이었습니다. 1936년부터 1941년까지 카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨의 산업적 응용 연구가 매우 활발했으며 여러 가지 고무적인 특허가 발명되었습니다. 제2차 세계 대전 중에 독일은 합성 세제에 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨을 사용했습니다. 헤라클레스는 1943년 미국에서 최초로 카르복시메틸셀룰로오스나트륨을 만들었고, 1946년에는 정제된 카르복시메틸셀룰로오스나트륨을 생산해 안전한 식품첨가물로 인정받았다. 우리나라에서는 1970년대부터 도입하기 시작했고, 1990년대부터 널리 사용됐다. 이는 오늘날 세계에서 가장 널리 사용되고 가장 많은 양의 셀룰로오스입니다.
구조식: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa 분자식: C8H11O7Na
본 제품은 음이온성 섬유인 셀룰로오스카르복시메틸에테르의 나트륨염입니다.
2. 카르복시메틸셀룰로오스나트륨(CMC)의 외관
이 제품은 셀룰로오스 카르복시메틸 에테르의 나트륨 염, 음이온성 셀룰로오스 에테르, 흰색 또는 유백색 섬유상 분말 또는 과립, 밀도 0.5-0.7 g/cm3, 거의 무취, 무미, 흡습성입니다. 물에 쉽게 분산되어 투명한 콜로이드 용액을 형성하며, 에탄올과 같은 유기용매에는 녹지 않습니다[1]. 1% 수용액의 pH는 6.5-8.5이며, pH>10 또는 <5일 때 점액의 점도가 크게 감소하며 pH=7일 때 성능이 가장 좋습니다. 열에 안정하며 20°C 이하에서는 점도가 급격히 상승하고 45°C에서는 천천히 변화합니다. 80°C 이상으로 장기간 가열하면 콜로이드가 변성되고 점도와 성능이 크게 저하될 수 있습니다. 물에 쉽게 용해되며 용액은 투명합니다. 알칼리성 용액에서는 매우 안정적이지만 산과 만나면 쉽게 가수분해되고 pH 값이 2-3일 때 침전되며 다가 금속염과도 반응합니다.
주요 목적
식품산업에서는 증점제로, 제약산업에서는 약물전달체로, 생활화학공업에서는 결합제 및 재침착방지제로 사용됩니다. 인쇄 및 염색 산업에서는 사이징제 및 인쇄 페이스트의 보호 콜로이드로 사용됩니다. 석유화학 산업에서는 석유 회수 파쇄액의 성분으로 사용될 수 있습니다. [2]
비호환성
카르복시메틸셀룰로오스 나트륨은 강산 용액, 용해성 철염 및 알루미늄, 수은, 아연과 같은 일부 다른 금속과 호환되지 않습니다. pH가 2 미만인 경우, 95% 에탄올과 혼합하면 침전이 발생합니다.
나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스는 젤라틴 및 펙틴과 공동 응집체를 형성할 수 있으며, 또한 특정 양전하를 띤 단백질을 침전시킬 수 있는 콜라겐과 복합체를 형성할 수도 있습니다.
선박
CMC는 일반적으로 천연 셀룰로오스를 가성 알칼리 및 모노클로로아세트산과 반응시켜 제조되는 음이온성 고분자 화합물로 분자량이 6400(±1,000)입니다. 주요 부산물은 염화나트륨과 글리콜산나트륨입니다. CMC는 천연 셀룰로오스 변형에 속합니다. 유엔식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)는 공식적으로 이를 '변형 셀룰로오스'라고 불렀습니다.
CMC의 품질을 측정하는 주요 지표는 치환도(DS)와 순도입니다. 일반적으로 DS가 다르면 CMC의 속성도 다릅니다. 치환도가 높을수록 용해도는 강해지고 용액의 투명성과 안정성은 좋아집니다. 보고에 따르면 CMC의 투명도는 치환도가 0.7~1.2일 때 더 좋고, 수용액의 점도는 pH 값이 6~9일 때 가장 크다. 품질을 보장하기 위해서는 에테르화제의 선택 외에도 알칼리와 에테르화제의 양, 에테르화 시간, 수분 함량 사이의 관계 등 치환도와 순도에 영향을 미치는 몇 가지 요소도 고려해야 합니다. 시스템, 온도, pH 값, 용액 농도 및 염분 등
현상 유지
원자재(목면 린터로 만든 정제 면)의 부족을 해결하기 위해 최근 몇 년 동안 우리나라의 일부 과학 연구 단위는 기업과 협력하여 볏짚, 분쇄 면(폐면) 및 두부 찌꺼기를 종합적으로 활용했습니다. CMC를 성공적으로 생산합니다. 생산 비용이 크게 절감되어 CMC 산업 생산을 위한 새로운 원자재 소스가 열리고 자원의 포괄적인 활용이 실현됩니다. 한편으로는 생산 비용이 절감되고 다른 한편으로는 CMC는 더 높은 정밀도를 향해 발전하고 있습니다. CMC의 연구 개발은 주로 기존 생산 기술의 전환과 제조 공정의 혁신에 중점을 두고 있으며, 성공적으로 개발된 "용매-슬러리 방식"[3] 공정과 같은 고유한 특성을 가진 새로운 CMC 제품도 중점적으로 다룹니다. 해외에서는 널리 사용되었습니다. 안정성이 높은 새로운 유형의 수정된 CMC가 생산됩니다. 더 높은 치환도와 더 균일한 치환기 분포로 인해 더 넓은 범위의 산업 생산 분야와 복잡한 사용 환경에서 사용되어 더 높은 공정 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 국제적으로는 이 새로운 유형의 변형 CMC를 "폴리음이온 셀룰로오스(PAC, Poly anionic 셀룰로오스)"라고도 합니다.
안전
높은 보안성, ADI에는 규제가 필요하지 않으며 국가 표준이 제정되었습니다[4].
애플리케이션
이 제품에는 결합, 농축, 강화, 유화, 수분 유지 및 현탁 기능이 있습니다.
식품에 CMC 적용
FAO와 WHO는 식품에 순수 CMC를 사용하는 것을 승인했습니다. 매우 엄격한 생물학적, 독성학적 연구와 테스트를 거쳐 승인되었습니다. 국제기준의 안전섭취량(ADI)은 25mg/(kg·d), 즉 1인당 약 1.5g/d입니다. 10kg을 섭취했을 때 독성 반응이 나타나지 않는 사람도 있는 것으로 보고됐다. CMC는 식품 응용 분야에서 우수한 유화 안정제 및 증점제일 뿐만 아니라 동결 및 용융 안정성이 뛰어나 제품의 풍미를 향상시키고 보관 기간을 연장할 수 있습니다. 두유, 아이스크림, 아이스크림, 젤리, 음료, 캔 등에 사용되는 양은 1%~1.5% 정도이다. CMC는 식초, 간장, 식물성 기름, 과일 주스, 그레이비, 야채 주스 등과 함께 안정적인 유화 분산액을 형성할 수도 있으며 복용량은 0.2% ~ 0.5%입니다. 특히, 동식물유, 단백질, 수용액에 대한 유화성능이 우수하여 안정적인 성능을 지닌 균질한 유화액을 형성할 수 있습니다. 안전성과 신뢰성으로 인해 국가 식품 위생 표준 ADI의 복용량이 제한되지 않습니다. CMC는 식품분야에서 지속적으로 개발되어 왔으며, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨을 와인 제조에 응용하는 연구도 진행되어 왔습니다.
의학에서의 CMC 사용
제약 산업에서는 주사제의 유화 안정제, 결합제, 정제의 필름 형성제로 사용할 수 있습니다. CMC가 기초 및 동물 실험을 통해 안전하고 믿을 수 있는 항암제 전달체임을 입증한 사람들도 있습니다. CMC를 막 재료로 사용하여 한약재인 양인성지 분말의 변형된 제형인 양인성지막을 박피 수술 상처 및 외상성 상처에 사용할 수 있습니다. 동물 모델 연구 결과 필름이 상처 감염을 예방하고 거즈 드레싱과 큰 차이가 없는 것으로 나타났습니다. 상처 조직액 삼출 조절 및 신속한 상처 치유 측면에서 이 필름은 거즈 드레싱보다 훨씬 우수하며 수술 후 부종 및 상처 자극을 줄이는 효과가 있습니다. 폴리비닐알코올:카르복시메틸셀룰로오스나트륨:폴리카르복시에틸렌을 3:6:1의 비율로 만든 필름 제제가 가장 좋은 처방이며 접착력과 이형율이 모두 높아집니다. 제제의 접착력, 제제의 구강 내 체류 시간 및 제제 내 약물의 효능이 모두 크게 향상되었습니다. 부피바카인은 강력한 국소 마취제이지만 중독되면 심각한 심혈관 부작용을 일으킬 수 있습니다. 따라서 부피바카인이 임상적으로 널리 사용되는 반면, 독성 반응의 예방 및 치료에 대한 연구는 항상 더 많은 관심을 받아 왔습니다. 약리학적 연구에 따르면 부피바카인 용액으로 제제화된 서방형 물질인 CIVIC은 약물의 부작용을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. PRK 수술에서는 저농도 테트라카인과 비스테로이드성 항염증제를 CMC와 병용하면 수술 후 통증을 크게 완화시킬 수 있습니다. 수술 후 복막 유착의 예방과 장폐색의 감소는 임상수술에서 가장 중요한 문제 중 하나이다. 연구 결과에 따르면 CMC는 수술 후 복막 유착 정도를 줄이는 데 히알루론산 나트륨보다 훨씬 우수하며 복막 유착 발생을 예방하는 효과적인 방법으로 사용할 수 있습니다. CMC는 간암 치료를 위한 항암제의 카테터 간동맥 주입에 사용되며, 이는 종양 내 항암제의 체류 시간을 크게 연장하고 항종양력을 강화하며 치료 효과를 향상시킬 수 있습니다. 동물 의학에서도 CMC는 다양한 용도로 사용됩니다. 암양에 1% CMC 용액을 복강내 주입하면 가축의 생식기 수술 후 난산 및 복부 유착을 예방하는 데 중요한 효과가 있는 것으로 보고되었습니다[5].
기타 산업 응용 분야의 CMC
세제에서 CMC는 특히 소수성 합성 섬유 직물의 경우 토양 재침착 방지제로 사용할 수 있으며 이는 카르복시메틸 섬유보다 훨씬 우수합니다.
CMC는 석유 시추 시 진흙 안정제 및 수분 유지제로 유정을 보호하는 데 사용할 수 있습니다. 각 유정의 투입량은 얕은 우물의 경우 2.3t, 깊은 우물의 경우 5.6t입니다.
섬유 산업에서는 사이징제, 날염 페이스트 증점제, 날염 및 마감 보강제로 사용됩니다. 사이징 제로 사용하면 용해도와 점도를 향상시킬 수 있고 발호하기 쉽습니다. 경화제로서 복용량은 95% 이상입니다. 사이징 제로 사용하면 사이징 필름의 강도와 유연성이 크게 향상됩니다. 재생 실크 피브로인 함유 카르복시메틸 셀룰로오스로 구성된 복합막을 포도당산화효소 고정용 매트릭스로 사용하고, 포도당산화효소와 페로센 카르복실산염을 고정화하여 제작된 포도당 바이오센서는 보다 높은 민감도와 안정성을 갖는다. 연구에 따르면 약 1%(w/v) 농도의 CMC 용액으로 실리카겔 균질액을 제조할 때 제조된 박층 플레이트의 크로마토그래피 성능이 가장 좋은 것으로 나타났습니다. 동시에 최적화된 조건에서 코팅된 박층 플레이트는 적절한 층 강도를 가지며 다양한 샘플링 기술에 적합하고 작동이 쉽습니다. CMC는 대부분의 섬유에 접착력을 가지며 섬유 간의 결합을 향상시킬 수 있습니다. 점도의 안정성은 사이징의 균일성을 보장하여 직조 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 직물의 마감제로도 사용할 수 있으며, 특히 직물에 내구성 있는 변화를 가져오는 영구적인 주름 방지 마감 처리에 사용할 수 있습니다.
CMC는 침강방지제, 유화제, 분산제, 레벨링제, 코팅용 접착제 등으로 사용할 수 있습니다. 코팅의 고형분을 용매에 고르게 분포시켜 코팅이 오랫동안 박리되지 않도록 할 수 있습니다. 페인트에도 널리 사용됩니다. .
CMC를 응집제로 사용할 경우 글루콘산나트륨보다 칼슘이온 제거에 더 효과적이다. 양이온 교환으로 사용하면 교환 용량이 1.6ml/g에 도달할 수 있습니다.
CMC는 제지 산업에서 종이 사이징 제로 사용되며, 이는 종이의 건조 강도와 습윤 강도는 물론 내유성, 잉크 흡수성 및 내수성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
CMC는 화장품의 하이드로졸과 치약의 증점제로 사용되며 복용량은 약 5%입니다.
CMC는 응집제, 킬레이트제, 유화제, 증점제, 보수제, 사이징제, 필름 형성 재료 등으로 사용할 수 있으며 전자 제품, 살충제, 가죽, 플라스틱, 인쇄, 도자기, 치약, 일일에도 널리 사용됩니다. 화학 및 기타 분야, 우수한 성능과 광범위한 용도로 인해 끊임없이 새로운 응용 분야를 개척하고 있으며 시장 전망은 매우 넓습니다.
지침
(1) 본 제품은 강산, 강알칼리 및 중금속 이온(알루미늄, 아연, 수은, 은, 철 등)과의 상용성을 금합니다.
(2) 본 제품의 허용섭취량은 0-25mg/kg·d이다.
지침
나중에 사용할 수 있도록 CMC를 물과 직접 혼합하여 반죽 같은 접착제를 만드세요. CMC 접착제를 구성할 때 먼저 교반 장치를 사용하여 배치 탱크에 일정량의 깨끗한 물을 추가하고 교반 장치가 켜지면 배치 탱크에 CMC를 천천히 고르게 뿌리고 지속적으로 저어줍니다. CMC가 완전히 통합되도록 물과 함께 CMC는 완전히 용해될 수 있습니다. CMC를 용해시킬 때 고르게 뿌리고 지속적으로 저어주어야 하는 이유는 “뭉침, 뭉침의 문제를 방지하고, CMC가 물과 만났을 때 용해되는 CMC의 양을 감소시키기 위함”이며, CMC의 용해율을 높이기 위함이다. 교반하는 시간은 CMC가 완전히 용해되는 시간과 동일하지 않습니다. 두 가지 개념입니다. 일반적으로 교반하는 시간은 CMC가 완전히 용해되는 시간보다 훨씬 짧습니다. 두 가지에 필요한 시간은 특정 상황에 따라 다릅니다.
교반 시간을 결정하는 기준은 다음과 같습니다.CMC물에 균일하게 분산되어 눈에 띄는 큰 덩어리가 없으면 교반을 멈출 수 있어 CMC와 물이 정치 상태에서 침투하여 서로 융합될 수 있습니다.
CMC가 완전히 용해되는 데 필요한 시간을 결정하는 기준은 다음과 같습니다.
(1) CMC와 물은 완전히 결합되어 있으며 둘 사이에 고액 분리가 없습니다.
(2) 혼합 페이스트는 균일한 상태이며, 표면은 평평하고 매끄러우며,
(3) 혼합된 페이스트의 색상은 무색투명에 가깝고 페이스트 내에 입상물이 없다. CMC를 배칭탱크에 투입하고 물과 혼합하는 시점부터 CMC가 완전히 용해되는 시점까지 소요시간은 10~20시간 정도이다.
게시 시간: 2024년 4월 26일