カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）は、天然セルロースを化学修飾して作られる高分子繊維エーテルの一種です。その構造は主に D-グルコース ユニットから β (1→4) を介してキーが結合されています。
CMC は白色または乳白色の繊維状の粉末または顆粒で、密度は 0.5 ～ 0.7 g/cm3 で、ほとんど無臭、無味、吸湿性があります。水に容易に分散して透明なコロイド溶液を形成し、エタノールなどの有機溶媒には不溶です。 1%水溶液の pH は 6.5 ～ 8.5 で、pH > 10 または < 5 の場合、粘液の粘度は大幅に低下し、pH = 7 のときに性能が最高になります。熱に対して安定で、20℃以下では粘度が急激に上昇し、45℃では緩やかに変化します。 80°C を超える温度で長時間加熱すると、コロイドが変性し、粘度や性能が大幅に低下する可能性があります。水に溶けやすく、溶液は透明です。アルカリ性溶液中では非常に安定ですが、酸に遭遇すると容易に加水分解され、pH 値が 2 ～ 3 になると沈殿し、多価金属塩とも反応します。
構造式：C6H7(OH)2OCH2COONa 分子式：C8H11O5Na
主な反応は、まず天然セルロースがNaOHによるアルカリ化反応を起こし、クロロ酢酸の添加によりグルコース単位の水酸基の水素がクロロ酢酸のカルボキシメチル基と置換反応を起こすことです。構造式から、各グルコース単位に 3 つのヒドロキシル基、つまり C2、C3、および C6 ヒドロキシル基があることがわかります。各ヒドロキシル基の水素はカルボキシメチルで置換されており、これは置換度 3 として定義されます。CMC の置換度は、CMC の溶解性、乳化、増粘、安定性、耐酸性、耐塩性に直接影響します。CMC .
一般に置換度が0.6～0.7程度で乳化性能が良好になると考えられており、置換度が高くなるほど他の特性も向上する。置換度が０．８を超えると耐酸性、耐塩性が著しく向上する。 。
さらに、各単位上に 3 つのヒドロキシル基、つまり C2 および C3 の第二級ヒドロキシル基と C6 の第一級ヒドロキシル基があることも上で述べました。理論的には、一級ヒドロキシル基の活性は二級ヒドロキシル基よりも大きいですが、Cの同位体効果によると、C2の-OH基はより酸性となり、特に強アルカリ環境ではその活性が低下します。は C3 および C6 よりも強いため、置換反応が起こりやすく、次に C6 が続き、C3 が最も弱いです。
実際、CMC の性能は置換度だけでなく、セルロース分子全体におけるカルボキシメチル基の分布の均一性や、各単位のヒドロキシメチル基の C2、C3、C6 への置換にも関係しています。それぞれの分子。均一性に関係します。 CMCは高度に重合した直鎖状化合物であり、分子内でカルボキシメチル基が不均一に置換されているため、溶液を放置すると分子の向きが異なり、溶液中でせん断力がかかると直鎖状分子の長さが異なります。 。軸は流れ方向を向く傾向があり、最終配向が完全に整うまではせん断速度が大きくなるほどその傾向が強くなります。 CMC のこの特性は擬塑性と呼ばれます。 CMC の擬可塑性は均質化やパイプライン輸送に役立ち、液体ミルクの中でもベタつきすぎず、ミルクの香りの放出に役立ちます。 。
CMC 製品を使用するには、安定性、粘度、耐酸性、粘度などの主要なパラメーターをよく理解する必要があります。適切な製品を選択する方法を理解してください。
低粘度CMC製品は、すっきりとした味わいで粘度が低く、とろみ感がほとんどありません。主に特別なソースや飲み物に使用されます。健康口腔液も良い選択です。
中粘度のCMC製品は主に固形飲料、通常のプロテイン飲料、フルーツジュースなどに使用されます。選択方法はエンジニアの個人的な習慣によって異なります。乳飲料の安定性において、CMC は多大な貢献をしてきました。
高粘度の CMC 製品は比較的広い塗布スペースを持っています。デンプン、グアーガム、キサンタンガム、その他の製品と比較すると、CMC の安定性は依然として比較的明らかであり、特に肉製品では、CMC の保水性の利点がより明らかです。アイスクリームなどの安定剤の中では、CMC も良い選択です。
CMC の品質を測定する主な指標は、置換度 (DS) と純度です。一般に、DS が異なると CMC のプロパティも異なります。置換度が高いほど溶解性が強くなり、溶液の透明性と安定性が向上します。 CMC の透明性は置換度 0.7 ～ 1.2 で良くなり、水溶液の粘度は pH 6 ～ 9 で最も大きくなるという報告があります。
品質を確保するには、エーテル化剤の選択に加えて、アルカリとエーテル化剤の量、エーテル化時間、エーテル化剤中の水分含量などの関係など、置換度や純度に影響を与える要素も考慮する必要があります。システム、温度、DH値、溶液濃度、塩分など
CMC 最終製品の品質は主に製品のソリューションに依存します。製品の溶液が透明で、ゲル粒子、遊離繊維、不純物の黒い斑点がほとんどない場合、基本的に CMC の品質が良好であることが確認されます。数日放置すると溶液は現れなくなります。白く濁っていても透明度が高い方が良い商品です！
投稿日時: 2022 年 12 月 14 日