카르복시 메틸 셀룰로오스 : 특성, 구조, 합성, 용도 - 화학 - 2026

카르복시 메틸 셀룰로스는 셀룰로스로부터 유도 된 화합물, 글루코스의 중합체이다. 또한 셀룰로오스 또는 카멜로 오스 검의 이름을받습니다. 나트륨 염의 형태 일 수 있습니다.

카르복시 메틸 셀룰로오스는 물에 녹지 않는 셀룰로오스와 달리 흡습성과 물에 용해됩니다. 셀룰로오스를 구성하는 포도당 분자의 일부 –CH ₂ OH 그룹 은 –CH ₂ OCH ₂ COOH 그룹으로 대체 됩니다 . 이 치환은 구조에 이온 특성을 부여합니다.

출처 : Wikimedia Commons에서 LHcheM 작성

그러나 셀룰로오스는 무엇입니까? 그것은 β-1,4-o-glucosidic 결합으로 연결된 β-glucose 분자로만 구성된 바이오 폴리머입니다. 셀룰로오스는 _n 에 대해 최소값이 2000 인 공식 (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) _n 을 갖습니다. 중합체는 식물 세포벽의 주요 구성 요소 인 선형 또는 섬유 구조를 가질 수 있습니다.

그것의 조밀 한 구조는 물에 의해 침투 할 수 없기 때문에 불용성입니다. 포도당으로 구성되어 있음에도 불구하고 셀룰로오스는 β1,4- 글루코 시드 결합을 끊는 셀룰라아제 효소가 없기 때문에 동물이 사용할 수 없습니다.

셀룰로오스에 부착 된 카르복시 메틸 그룹은 카르복시 메틸 셀룰로오스에 음으로 대전 된 표면을 제공합니다. 이러한 전하는 단백질 정제에 사용되는 양이온 교환기 역할을하는 이온 교환 크로마토 그래피 기술에 사용됩니다.

친수성으로 인해 카르복시 메틸 셀룰로오스는 안구 건조증 치료에 사용됩니다. 마찬가지로 이러한 특성으로 인해 이러한 유형의 기저귀 및 위생 제품 제조에 사용되었습니다. 이러한 응용 프로그램은이 화합물이 가지고있는 방대한 용도 및 / 또는 응용 프로그램 목록의 예입니다.

물리적 및 화학적 특성

공식

RnOCH ₂ -COOH

외모

백색 분말. 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로오스 : 흰색 또는 유백색 섬유 입자.

기미

무취 및 무미.

수용성

용해성 (20mg / mL)입니다.

유기 용매에 대한 용해도

메탄올, 에탄올, 디 에틸 에테르, 아세톤, 클로로포름 및 벤젠에도 녹지 않습니다.

분해 지점

274 ° C

밀도

0.7-0.9g / cm ³ .

신맛

아세트산과 유사하며 해리 상수는 5 x 10 ^-5 입니다.

구조

출처 : Wikimedia Commons의 Elrond 작성

위 이미지는 카르복시 메틸 셀룰로오스 단량체 단위의 구조를 보여줍니다. 하이드 록실 그룹의 H는 CH ₂ COOH 그룹으로 대체됩니다 . C-3의 OH 그룹을 제외하고. 즉, 이미지에 따르면 폴리머가 완전히 대체되지 않습니다.

CH ₂ COOH 그룹 은 Na ⁺ 양이온의 정전 기적 인력에 의해 탈 양성자 화되고 스스로를 둘러 쌀 수 있습니다 . CH ₂ COO ^- Na ⁺ . 카르복시 메틸 셀룰로오스는 수소 결합을 형성 할 수 있기 때문에 (CH ₂ COOH-OH ₂ ) 물에 매우 잘 녹습니다 . 이것이 현저한 친수성 및 흡습성 특성의 주요 원인입니다.

또한 이러한 그룹은 수산기보다 훨씬 더 부피가 커서 폴리머의 물리 화학적 특성이 원래의 셀룰로오스에 비해 변합니다. 그것의 큰 크기는 내부 수소 결합, 즉 단량체 사슬 사이의 형성을 방지하여 고리가 물과의 상호 작용에 완전히 노출되도록합니다.

따라서 OH가 CH ₂ COOH 로 치환되는 정도가 클수록 생성되는 셀룰로오스의 친수성 특성이 커집니다. 미시적으로이 차이는 분명하지 않을 수 있습니다. 그러나 거시적 규모에서는 물이 담긴 용기에 나무 블록을 녹일 수있는 것과 같을 것입니다.

합성

셀룰로오스 섬유에서 카르복시 메틸 셀룰로오스를 얻기 위해 Druvacell 절차를 따릅니다.

A) 셀룰로오스 섬유는 수산기의 팽창과 이온화를 유발하기 위해 이소프로판올과 알칼리로 처리됩니다.

B) 이전 처리에서 얻은 셀룰로오스 섬유는 다음 반응에 따라 NaOH로 처리하여 추가로 알칼리화됩니다.

RceOH + NaOH => RceOH ∙ NaOH

C) NaOH에 결합 된 셀룰로오스 섬유는 나트륨 클로로 아세테이트와 반응하여 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로오스를 생성합니다.

RceOH ∙ NaOH + ClCH ₂ COO ^- Na => RceOCH ₂ COO ^- Na ⁺ + NaCl + H ₂ O

COO 바인딩 ^- 기를 셀룰로오스 것은 수용성 및 반응성 carboxymethiclulose 차종을 형성한다.

용도 (용도)

Carboxymethylcellulose는 친수성 및 수많은 화합물과 결합하는 능력으로 인해 다양한 용도와 응용 분야를 가지고 있습니다. 그 용도는 다음과 같습니다.

음식

-식품의 증점제 및 안정제로 사용됩니다. 또한식이 섬유 및 유화제로도 사용됩니다. 아이스크림, 크림 및 크림의 쉐이크뿐만 아니라 젤라틴 젤과 푸딩의 형성을 돕는 데 사용됩니다.

-과일 주스의 현탁 제 및 마요네즈의 보호 콜로이드로 사용됩니다. 과일 표면을 덮는데도 사용됩니다.

-카르복시 메틸 셀룰로오스는 신체에서 대사되지 않기 때문에 저칼로리 식단을 가진 사람들도 사용할 수 있습니다.

약

-Carboxymethylcellulose 솔루션은 심장, 흉부 및 각막 수술에 사용되는 젤을 형성합니다.

-가슴 수술에서 폐는 스테이플 링되고 카르복시 메틸 셀룰로오스 용액으로 덮여 있습니다. 이것은 폐포에 포함 된 공기의 누출과 폐로의 체액 유입을 방지하기위한 것입니다.

-정형 외과 분야에서 카르복시 메틸 셀룰로오스는 관절, 특히 손목, 무릎 및 엉덩이의 윤활에 사용됩니다. 폴리머 용액은 연골의 침식, 염증 및 파괴 가능성을 방지하기 위해 관절에 주입됩니다.

-건조증 및 눈 자극 치료에 사용됩니다. 또한 콘택트 렌즈를 배치 할 때 발생할 수있는 안구 손상을 방지하기위한 보호 제로도 사용됩니다.

-Carboxymethylcellulose는 변비 치료에도 사용되며 적절한 농도로 대변을 형성하는 데 유리합니다. 완하제로 사용됩니다.

-수술 중 유착을 방지하기 위해 카르복시 메틸 셀룰로오스-헤파린의 조합이 사용되었습니다.

건축 산업

-대부분의 시멘트 준비 및 건축 자재에서 안정화 및 친수성 에이전트 역할을합니다. 그것은 시멘트의 모래 분산을 향상시키고 시멘트의 접착 작용을 증가시킵니다.

-천장 지용 접착제의 일부로도 사용됩니다.

세제에서

카르복시 메틸 셀룰로오스를 가장 많이 소비하는 산업 분야는 비누와 세제 생산에 있습니다. 세제에 의해 직물 표면에서 제거 된 지방이 다시 결합되는 것을 방지하는 억제제 역할을합니다.

접착제

-종 이용 접착제 정교화에 사용되며 얼룩이 생기지 않아 냄새가 나지 않으며 제거가 가능합니다. 이것은 책이나 기타 자료를 수리하는 데 이상적입니다.

-나무 시트의 결합을 허용하는 접착제의 정교함을 위해 전분 및 페놀 포름 알데히드와의 혼합물에서도 테스트되었습니다.

와인 산업

그것은 와인에 존재하는 타르타르산 염의 침전을 피하기 위해 사용됩니다.

제지 산업

-왁스 처리 된 종이 및 판지의 카르복시 메틸 셀룰로오스 제제로 코팅하면 왁스 소비가 감소합니다. 또한 인쇄 잉크의 소비를 줄여 표면 광택이 높아집니다. 또한 종이 표면이 더 부드러워지고 기름에 대한 저항력이 더 큽니다.

-Carboxymethylcellulose는 종이 섬유 사이의 결합을 향상시켜 착색을 향상시킵니다. 또한 셀룰로오스 펄프의 섬유를 압출 할 때 보조 분산제로 사용되어 응집을 방지합니다.

농업

Carboxymethylcellulose는 살충제의 분산제 역할을합니다. 또한 식물 잎 표면에 살충제를 접착하는 접착제로 사용됩니다. 어떤 경우에는 오염이 심한 비료의 분해를 돕는 데 사용됩니다.

화장품

크림, 로션, 샴푸 및 헤어 케어 제품의 증점제, 안정제 및 필름 형성 제로 사용됩니다. 또한 치과 세척에 사용하기위한 젤의 준비에도 사용됩니다.

그림 물감

유성 페인트 및 바니시 생산에 사용되며 유체 안료의 농축 및 분산제 역할을합니다.

플라스틱

라텍스의 점도를 높이는 데 사용됩니다.

세라믹

카르복시 메틸 셀룰로오스 용액은 재를 거의 굽지 않을 때 발생하기 때문에 도자기 조각을 결합하는 데 사용됩니다.

섬유 산업

-원단의 변형을 피하기 위해 원시 형태로 사용됩니다. 카르복시 메틸 셀룰로오스는 전분과 함께 세탁실에 사용됩니다. 직물 마감에도 사용됩니다. 제조 과정에서 직물에 카르복시 메틸 셀룰로오스를 함침시킨 다음 산과 열로 처리합니다.

-직물 인쇄에 사용되며 섬유 페인트 및 바니시의 증점제로 협력합니다.

제약 산업

-Carboxymethylcellulose는 약 정제의 코팅에 사용됩니다. 폴리머는 산성 위 상태에서는 불용성이지만 치료제가 흡수되는 소장에서는 용해됩니다.

-연고 형태의 젤 형성 제, 약물 운반체로도 사용됩니다. 또한 현탁액 및 에멀젼의 안정화 제로 사용됩니다. 그것은 신체 점액에 결합하는 정제의 생체 접착제로 사용됩니다.

참고 문헌

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