자원공학 - 셀룰로오스 유도체
자원공학 - 셀룰로오스 유도체
셀룰로오스 유도체
셀룰로오즈의 정의
셀룰로스(Cellulose)는 β-D-글루코스가 β-글루코시드결합(1-4 글루코시드결합)을 통해 중합체를 이룬 다당류로 화학식은 (C6H10O5)n이다. 다당류는 사슬형식으로 100개에서 많게는 100만개로 D 글루코스 유닛과 결합되어있다.
셀룰로오스는
-셀룰로스는 식물 세포벽의 주 구성성분으로
-조류와 진균류의 형태가 많다
-지구상에서 가장 흔한 유기화합물이며 이는 지구상의 유기화합물 중 가장 많은 양이다.
-또한 식물에 있어서 셀룰로스는 전체 질량의 약 33%를 차지한다.
글루코오스의 구조
Cellulose derivatives
셀룰로오스 유도체”는 셀룰로오스 아세테이트(acetates), 셀룰로오스 에테르(ethers), 셀룰로오스 에스테르(esters)와 같이 화학적 처리 방법에 따른 전체 셀룰로오스 제품의 하위 분류 개념의 물질 입니다.
Cellulose 아세테이트
셀룰로스의 하이드록시기를 아세틸화한 것으로 아세틸화의 정도에 따라 성질이 변한다.
실험실에서는 염화아세틸이나 케텐을 아세틸화제(化劑)로 써서 셀룰로스를 아세틸화하는 것도 가능하나, 공업적으로는 아세트산무수물을 사용하는 아세틸화가 시행되고 있다.
cellulose 에테르
셀룰로스의 하이드록시기를 에테르화한 셀룰로스 유도체이다.
알칼리셀룰로스 또는 셀룰로스를 진한 알칼리에 적신 용액에 할로젠화알킬황산알킬산화알킬 등 각종 에테르화제를 작용시키면 얻는다. 주요 용도는 도료플라스틱에 사용되며, 특히 수용성인 것은 호료(糊料)식품첨가제 등으로 쓰인다.
cellulose 에스테르
셀룰로스의 하이드록시기를 에스터화한 셀룰로스 유도체로서 유기산무기산
혼합 에스터가 있다. 섬유플라스틱필름에 사용된다.
(유리 섬유 강화 폴리 에스테르, 셀룰로오스 도료)
아주 큰 고객은 건설분야이며 주 용도는 석고 반죽, 시멘트, 벽지 페이스트 또는 셀룰로오스를 기반으로 한 농축액과 특수 접착제 부분 입니다.
특히 선호되는 물질은 셀룰로오스 에테르(ethers)이며 이는 특히 건설업종에서 메틸 셀룰로오스(MC), 하이드로에틸 셀룰로오스(HEC), 카복시메틸 셀룰로오스(CMC) 그리고 메틸하이드록시프로필 셀룰로오스(MHPC)로 대표됩니다.
(셀룰로스 섬유보강재 UltraFiber-500 시공사례 )
카르복시메틸 에테르
개요
카르복시메틸(칠)셀룰오로스나트륨
Sodium Carboxymethyl Cellulose
일반적으로 CMC 라고 불려짐.
1920년 독일에서 상용화 되어 현재까지 가장 많이 이용되는 셀룰로오스 유도체
DS가 증가할수록 물에대한 용해성 증가
DP가 증가할수록 점도 높아짐.
2) CMC 화학반응식
Cellulose +2NaOH + CICH2COOH
↓
Cellulose O CH2COONa + NaCI +H2O
2) CMC 화학반응식
3) 치환도(Degree of Substitution, DS)
글루코오스 한 단위에 치환된 카르복시메틸기의 평균수
CMC의 물성을 나타내는 중요한 지표
DS가 0.4 이하에서는 물에 녹지 않는다.
가장 많이 사용되고있는 것은 DS가 0.6~0.8의 CMC이다.
3) 치환도(Degree of Substitution, DS)
4) 중합도(Degree of Polymerization, DP)
글루코오스의 수
CMC의 점도를 결정하는 중요한 요소
많은 글루코오스로 연결된 셀룰로오스를 사용하면 높은 점도를 가지며,
작은 수의 글루코오스가 연결된 셀룰로오스를 사용하면 낮은 점도를 가짐
5) 일반적인 성질
분 말
수 용 액
외 관
백색 또는
미백색의 분말
비 중
1,007(2%수용액,25℃)
수 분
10% 이하
굴 절 율
1,3355(2%수용액,25℃)
pH(1%수용액)
6.0 - 8.0
표면장력
71dyne/cm(1%수용액,25℃)
염화물(NaCI)
1.0%이하
B O D
약 100ppm(1%수용액)
탄화온도
210 - 250
C O D
약 6,000ppm(1%수용액)
용적밀도
0.6 - 0.8g/ml
C O D
10.000 - 18,000ppm
6) 특징
흡습성 : 친수성이므로 흡습성이 있다.
용해성 : 찬물, 뜨거운 물에 녹는다. (DS 0.4이상부터)
점 도 : 일반적으로 CMC의 농도 증가에 따라 급격히 상승한다.
7) CMC 응용 분야별 용도 및 기능
화학적으로 대단히 안정
다른재료와의 상용성이 매우 좋음
특히 인체에 무해, 무독
식품, 제약, 세제, 제지, 석유시추 분야등 산업전반에 걸친 기초원료로 사용
7) CMC 응용 분야별 용도 및 기능
응용부분
상용제품
특성
식 품
아이스크림, 밀크 샤벳
촉감, 얼음결정생성방지, 중점(무게중심)
바비큐용 소스, 절임 식품,
샐러드
증점, 중량감, 분산
캔 식품, 건조 식품
증점, 작업성, 외관, 보습,
사출윤활성
잼, 젤리, 케찹
증점, 안정, 보습, 내산성
케이크, 도넛. 아이싱, 제빵
촉감, 설탕결정생성 방지,
유연성 부여
유산균 음료, 과일 음료,
분말쥬스
유화분산, 내산성, 감촉안정,
보향성
7) CMC 응용 분야별 용도 및 기능
응용부분
상용제품
특성
제 약 /
화장품
치약
증점, 분산, 점도조절
연고, 시럽,
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자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/detail.asp?pk=14062253&sid=ddangkung&key=
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