1.CMC 의미
카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨(CMC)은 수용성 셀룰로오스 에테르로, 식품, 의약품, 일상 화학 제품, 석유, 섬유 및 제지 산업 등에서 널리 사용됩니다. 효율적이고 다기능적인 첨가제로서 CMC는 증점, 안정화, 유화 및 수분 유지와 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 이 가이드는 CMC의 원료 소스, 적용 범위, 생산 공정 및 시장 전망에 대한 자세한 소개를 제공하여 고객이 이 중요한 제품에 대해 포괄적으로 이해할 수 있도록 돕습니다.
2.CMC의 역사적 발전
19세기 초: 과학자들은 처음으로 셀룰로오스가 화학적 방법으로 수정될 수 있음을 발견했습니다.
1918년, 독일 화학자들이 처음으로 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 합성했습니다.
1930년대: 산업 생산이 시작되었으며, 초기에는 접착제 및 섬유 산업에서 사용되었습니다.
1950년대: 식품 등급 CMC가 사용 승인을 받아 식품 첨가물(E466)이 되었습니다.
21세기에 들어서면서 환경 보호 요구가 증가함에 따라 의약품 및 신에너지 분야에서 CMC의 적용이 급속히 확대되었습니다.
오늘날 CMC는 세계에서 가장 널리 사용되는 수용성 셀룰로오스 에테르 중 하나로, 연간 생산량이 백만 톤을 초과합니다.2. 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스의 원료 소스
3. CMC의 원료 소스
1면화 스테이플 플리스
면화 린터는 면화 가공의 부산물입니다. 셀룰로오스 함량이 높고(>90%) 순도가 높아 고품질 CMC를 생산하는 데 선호되는 원료입니다.
의약품 및 식품 등급 CMC의 생산에 적용 가능합니다.
2) 목재 펄프
화학적 또는 기계적 펄핑 과정을 통해 목재에서 추출되며, 셀룰로오스 함량은 약 70%에서 85%입니다.
비용이 상대적으로 저렴하여 석유 시추, 섬유 인쇄 및 염색 등 산업용 CMC의 생산에 자주 사용됩니다.
(3) 기타 식물 섬유
대나무 및 사탕수수 잔여물과 같은 재료도 CMC의 원료로 사용할 수 있지만, 적용이 적고 특정 요구 사항이 있는 제품에 주로 사용됩니다.
4. 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스의 적용 범위
CMC는 뛰어난 성능으로 여러 산업에서 중요한 역할을 합니다:
(1) 식품 산업
- 증점제: 아이스크림, 요구르트, 젤리 등에서 맛을 개선하기 위해 사용됩니다.
- 안정제: 음료의 층 분리를 방지하고 유통 기한을 연장합니다.
- 수분 유지제: 빵과 케이크의 수분을 유지하여 노화를 지연시킵니다.
(2) 제약 산업
- 정제 결합제: 정제의 성형성과 용해성을 향상시킵니다.
- 의약품 부형제: 연고 및 젤의 증점 및 안정화에 사용됩니다.
- 인공 눈물: 건성안 증후군을 완화하기 위한 윤활제로 사용됩니다.
(3) 일상 화학 제품
- 치약: 페이스트에 적절한 점도와 광택을 부여합니다.
- 샴푸 및 바디 워시: 일관성을 높이고 사용자 경험을 개선합니다.
- 화장품: 로션 및 페이셜 마스크의 안정화 및 증점에 사용됩니다.
(4) 석유 산업
- 시추 유체 첨가제: 진흙의 점도를 증가시키고 시추공을 안정화합니다.
- 파쇄 유체: 셰일 가스 추출에서 수압 파쇄에 사용됩니다.
(5) 섬유 및 제지
- 섬유 인쇄 및 염색: 사이징제로서 섬유의 결합력을 향상시킵니다.
- 제지 사이징제: 종이의 강도와 내수성을 향상시킵니다.
(6) 기타 응용
CMC는 세라믹, 코팅 및 건축 자재와 같은 산업에서도 결합제 또는 유변학적 조절제로 널리 사용됩니다.
5나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스의 생산 공정
CMC의 생산은 주로 알칼리화, 에테르화, 중화, 정제 및 건조와 같은 단계를 포함합니다.
(1) 알칼리화 반응
셀룰로오스는 수산화 나트륨(NaOH)과 반응하여 알칼리 셀룰로오스를 형성합니다.
Cell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2OCell-OH + NaOH → Cell-ONa + H2O
(2) 에테르화 반응
알칼리 셀룰로오스가 클로로아세트산 나트륨(ClCHCOONa)과 반응하여 카르복시메틸 그룹을 도입합니다:
Cell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaClCell-ONa + ClCH2COONa → Cell-O-CH2COONa + NaCl
(3) 중화 및 정제
산(예: 염산)으로 pH를 중성(6-8)으로 조정합니다.
부산물(예: NaCl 및 나트륨 글리콜레이트)은 물 세척 및 알코올 세척으로 제거됩니다.
(4) 건조 및 분쇄
분무 건조 또는 유동층 건조로 분말 CMC를 얻었습니다.
필요에 따라 입도를 조정합니다 (80 메쉬 -200 메쉬).
(5) 품질 관리
- 치환도 (DS) :카르복시메틸화의 정도를 측정하며, 일반적으로 0.4에서 1.5 사이이고, 식품 등급 DS는 ≥0.7입니다.
- 순도:염화물 및 중금속과 같은 불순물의 함량을 감지합니다.
- 점도: 다양한 응용 분야는 점도에 대한 다양한 요구 사항을 가지고 있습니다 (예: 1% 용액의 점도는 10에서 10,000 mPa·s 사이입니다).
6CMC의 시장 전망
환경 보호 및 건강 인식의 향상으로 CMC에 대한 시장 수요가 계속 증가하고 있습니다:
- 식품 및 의약품: 합성 첨가물의 대안으로서 자연적이고 안전한 CMC.
- 신에너지 및 환경 보호: 리튬 배터리 분리막 및 하수 처리와 같은 신흥 분야에서 사용됩니다.
- 글로벌 시장: CMC 시장 규모는 2025년까지 20억 달러를 초과할 것으로 예상됩니다.
7적절한 CMC 제품을 선택하는 방법?
고객은 CMC를 선택할 때 다음 요소를 고려해야 합니다:
응용 분야: 식품 등급, 제약 등급 또는 산업 등급
- 치환도 (DS) :높은 DS (>0.8)은 높은 점도 요구 사항에 적합합니다.
- 점도 범위: 낮은 점도 (<100 mPa·s)는 음료에 사용되며, 높은 점도 (>1000 mPa·s)는 시추 유체에 사용됩니다.
- 용해도: 일부 제품은 즉시 찬물에 용해되어야 하며, 다른 제품은 가열하여 용해되어야 합니다.
8결론
나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)는 다기능적이고 환경 친화적인 고분자 재료로서 많은 산업에서 대체 불가능한 역할을 합니다. 식품 증점제, 제약 부형제, 석유 추출 또는 일상 화학 산업에서 CMC는 효율적인 솔루션을 제공합니다. 기술의 발전과 함께 CMC의 응용 범위는 더욱 확장될 것이며 시장 전망은 밝습니다.
