CMC화학 및 제조공정

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CMC화학 및 제조공정

CMC는 주원료인 Cellulose에 가성소다(Sodium Hydroxide, NaOH)를 작용시켜 Alkali Cellulose를 만들고 여기에 모노 클로로아세트산(Monochloro Acetic Acid)을 반응시켜 Cellulose의 -OH기(Hydroxy Group)를 카르복시 메칠기(-CH2COONa)로 치환시켜 만들어진 음이온성 수용성 Sodium Carboxy Methyl Cellulose이다.

Cellulose는 무수 글루코드 단위차(Anhydroglucose Unit)가 서로 연결되어 이루어진 긴 사슬형의 고분자 물질이다.
이구조에서 “n”은 무수 글루코스 단위체의 수 또는 섬유소의 중합도(Degree of Polymerization)을 의미하며 줄여서 DP라 한다.
각 개의 글루코스는 반응할 수 있는 활성화 부분으로 세계의 -OH기(Hydroxy Group)을 가지고 있는데 이중 1급 Alcohol Group(-CH2OH)이 활성도가 가장 높다.

[ Cellulose 구조(반응전) / Structure of cellulose (before reaction) ]
[ 치환반응된 CMC 제품의 구조(DS=1) / Structure of SCM(DS=1) ]

무수 글루코스 단위체 한 개에 대해 치환된 카복시메칠기의 평균수를 치환도(Degree of Substitution)라 하고 줄여서(DS)라 하며, 세계의 Alcohol Group 전부가 Carboxy methyl Group으로 치환 되었을 때 DS 3.0의 CMC제조가 가능해진다. Cellulose로 부터 얻어진 CMC에서 치환도 (DS)는 중합도(DP)와 함께 CMC의 특성을 결정하는 중요한 지표가 되고있다.

CMC는 치환도 0.4 이상일 경우 수용성을 나타내기 시작하며, 치환도(DS)에 대응하는 적절한 물성을 나타내는 CMC는 다른 천연 호료와도 상용성이 매우 좋은 특징을 가지고 있다. 현재 폐사에서 용도가 가장 많은 치환도(DS) 0.6~2.0인 CMC를 주로 생산하고 있다.

[ CMC는 다음과 같은 공정을 거쳐 제조된다. / SCMC is produced through following process. ]