셀룰로오스 에테르 유도체는 화학적으로 변형 된 천연 셀룰로오스 중합체의 종류입니다. 우수한 수용성, 점도 조정 성능 및 온도 및 pH와 같은 외부 조건에 대한 민감성으로 인해 건축 자재, 코팅, 의약품, 식품 및 화장품에 널리 사용됩니다. 셀룰로오스 에테르의 점도 제어 기능은 많은 산업 및 일일 응용 분야에서 광범위한 적용의 핵심 특성 중 하나입니다.
1. 셀룰로오스 에테르의 구조 및 분류
셀룰로오스 에테르 유도체는 에테르 화 반응을 통해 천연 셀룰로오스로부터 제조된다. 셀룰로스는 β-1,4- 글리코 시드 결합에 의해 연결된 포도당 단량체에 의해 형성된 중합체 화합물이다. 셀룰로스 에테르의 제조 과정은 일반적으로 셀룰로오스의 하이드 록실 (-OH) 부분을 에테르 화 제제와 반응시키기 위해 상이한 치환기 (예 : 메 톡시, 하이드 록시 에틸, 하이드 록시 프로필 등)를 갖는 셀룰로오스 유도체를 생성하는 것을 포함한다.
치환기에 따라, 일반적인 셀룰로오스 에테르 유도체는 메틸 셀룰로스 (MC), 하이드 록시 에틸 셀룰로스 (HEC), 하이드 록시 프로필 메틸 셀룰로오스 (HPMC), 카르복시 메틸 셀룰로오스 (CMC) 등을 포함한다. 치환기의 수와 위치는 셀룰로오스 에테르의 수용성에 영향을 줄뿐만 아니라 수성 용액에서의 점도 형성 능력과 직접 관련이있다.
2. 점도 형성 메커니즘
셀룰로오스 에테르의 점도 조절 효과는 주로 물의 용해 및 분자 사슬의 연장 거동에서 비롯됩니다. 셀룰로오스 에테르가 물에 용해 될 때, 극 그룹은 물 분자와 수소 결합을 형성하여 셀룰로오스 분자 사슬이 물에서 펼쳐져서 물 분자가 셀룰로스 분자 주위에 "얽히게"되어 물의 내부 마찰을 증가시켜 용액의 점도를 증가시킨다.
점도의 크기는 분자량, 치환기 유형, 치환 정도 (DS) 및 셀룰로오스 에테르의 중합 (DP)과 밀접한 관련이있다. 일반적으로, 셀룰로오스 에테르의 분자량이 클수록 및 분자 사슬이 길수록 용액의 점도가 높아집니다. 동시에, 상이한 치환기는 셀룰로오스 에테르 분자의 친수성에 영향을 미치고, 따라서 물의 용해도 및 점도에 영향을 미친다. 예를 들어, HPMC는 하이드 록시 프로필 및 메틸 치환기로 인해 우수한 수용성 및 점도 안정성을 갖는다. 그러나, CMC는 음의 하전 카르 복실 그룹을 도입하기 때문에 점도가 더 높다.
3. 점도에 대한 외부 요인의 영향
셀룰로오스 에테르의 점도는 자체 구조뿐만 아니라 온도, pH 값, 이온 농도 등을 포함한 외부 환경 요인에도 의존합니다.
3.1 온도
온도는 셀룰로오스 에테르 용액의 점도에 영향을 미치는 중요한 인자입니다. 일반적으로, 셀룰로오스 에테르 용액의 점도는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 온도가 증가하면 분자 운동을 가속화하고 분자 사이의 상호 작용을 약화시키고 물에서 셀룰로오스 분자 사슬의 컬링 정도를 유발하여 물 분자에 대한 결합 효과를 감소시켜 점성을 감소시키기 때문입니다. 그러나, 일부 셀룰로오스 에테르 (예 : HPMC)는 특정 온도 범위 내에서 열 겔화 특성, 즉 온도가 증가함에 따라 용액 점도가 증가하고 결국 겔을 형성한다.
3.2 pH 값
pH 값은 또한 셀룰로오스 에테르의 점도에 유의 한 영향을 미칩니다. 이온 성 치환기 (예 : CMC)를 갖는 셀룰로오스 에테르의 경우, pH 값은 용액에서 치환기의 전하 상태에 영향을 미쳐 분자 사이의 상호 작용과 용액의 점도에 영향을 미친다. 더 높은 pH 값에서, 카르복실기는 더 이온화되어 정전기 반발이 더 강해져 분자 사슬이 더 쉽게 펼칠 수 있으며 점도가 증가하고; pH 값이 낮은 반면, 카르복실기는 쉽게 이온화되지 않으며, 정전기 반발이 감소하고, 분자 사슬이 말리고, 점도는 감소한다.
3.3 이온 농도
셀룰로오스 에테르의 점도에 대한 이온 농도의 효과는 특히 명백하다. 이온 성 치환기를 갖는 셀룰로오스 에테르는 용액에서 외부 이온의 차폐 효과에 의해 영향을받을 것이다. 용액의 이온 농도가 증가함에 따라, 외부 이온은 셀룰로오스 에테르 분자들 사이의 정전기 반발을 약화시켜 분자 사슬이 더 단단히 말해서 용액의 점도를 감소시킨다. 특히 고광된 환경에서 CMC의 점도는 크게 감소하여 응용 프로그램 설계에 큰 의미가 있습니다.
4. 응용 분야에서의 점도 제어
셀룰로오스 에테르는 탁월한 점도 조정 성능으로 인해 많은 필드에서 널리 사용되었습니다.
4.1 건축 자재
건축 자재에서, 셀룰로오스 에테르 (예 : HPMC)는 종종 건식 혼합 박격포, 퍼티 파우더, 타일 접착제 및 기타 제품에 사용되어 혼합물의 점도를 조정하고 건축 중 유동성 및 항-구조 특성을 향상시킵니다. 동시에, 물의 증발을 지연시키고, 재료의 수분 보유를 개선하고, 따라서 최종 생성물의 강도와 내구성을 향상시킬 수 있습니다.
4.2 코팅 및 잉크
셀룰로오스 에테르는 수성 코팅 및 잉크에서 두껍게 및 안정제 역할을합니다. 점도를 조정함으로써, 그들은 구조 중 코팅의 레벨링 및 접착력을 보장합니다. 또한 코팅의 방지 방지를 개선하고 처짐을 줄이며 구조를보다 균일하게 만들 수 있습니다.
4.3 약과 음식
의학 및 식품 분야에서, 셀룰로오스 에테르 (예 : HPMC, CMC)는 종종 두꺼비, 유화제 또는 안정제로 사용됩니다. 예를 들어, 정제의 코팅 물질로서 HPMC는 용해 속도를 제어함으로써 약물의 지속적인 방출 효과를 달성 할 수있다. 음식에서 CMC는 점도를 높이고 맛을 개선하며 음식의 유통 기한을 연장하는 데 사용됩니다.
4.4 화장품
화장품에 셀룰로오스 에테르의 적용은 주로 에멀젼, 겔 및 페이셜 마스크와 같은 생성물에 집중되어있다. 점도를 조정함으로써 셀룰로오스 에테르는 생성물에 적절한 유동성과 질감을 제공하고 피부에 보습 필름을 형성하여 사용 중에 편안함을 높일 수 있습니다.
셀룰로오스 에테르 유도체는 고유 한 분자 구조와 외부 환경에 대한 응답 성을 통해 용액의 점도를 효과적으로 제어 할 수 있습니다. 이로 인해 건축, 의약품, 식품 및 화장품과 같은 많은 분야에서 광범위한 적용이 이루어졌습니다. 과학 기술의 지속적인 개발로, 셀룰로오스 에테르의 기능은 더 확장되어 더 많은 분야를위한보다 정확한 점도 제어 솔루션을 제공 할 것입니다.
후 시간 : 2 월 17 일 -20125 년