C6H12O6 カルボキシメチルセルロース塩 食品グレード CMC 水性塗料用化学品

カルボキシメチルセルロース（CMC）

CMCの特性

CMCが様々な条件や用途で使用された場合にどのように応答するかという答えが、CMCの特性を定義する中心的な要点です。このセクションでは、CMCの用途や最終製品の挙動に直接影響を与える特性やパラメータ、例えばレオロジー、粘度、DSなどを強調します。対照的に、レオロジーはCMC最終製品の物理的特性、流動・破壊挙動（異なる圧力下）を定義します。しかし、レオロジー特性（応力-ひずみ流動挙動、擬塑性、粘弾性、チクソトロピー）は主に粘度によって制御されます。同様に、粘度はCMCのDSと相互に関連しています。したがって、様々な用途におけるCMCの全体的な特性は、提案された3つの重要なパラメータ（レオロジー、粘度、DS）によって定義できます。

レオロジー特性

物質のキャラクタリゼーションの議論の中で、レオロジーは物質の流動挙動とその適用力下での変形の研究を結びつける上で重要な役割を果たします。さらに、材料のレオロジー研究は、チクソトロピー、擬塑性、粘弾性、応力-ひずみ流動挙動のような流動システム全体像を提供します。結局のところ、これらのレオロジーの挙動や特性は、構造、粒子サイズ、濃度、形状、表面キャラクタリゼーションなどのポリマーシステムの構造と密接に関連しています。構造の研究によると、CMCは応力-ひずみ作用下でいくつかの複雑で興味深い流動挙動を示し、これは食品包装、フィルム製造、材料コーティングなどのCMCの様々な用途に直接影響します。CMCのチクソトロピー、擬塑性、または粘弾性挙動は、懸濁液注入、塗料、接着剤、食品加工、化粧品などに直接関連しています。ここでは、CMCのレオロジーキャラクタリゼーションを以下のサブトピックで議論します。

応力-ひずみ流動挙動

様々な目的でのCMCの応用において、CMCベースの材料が加えられた力や様々な条件下でどのように、またはどれくらいの速さで変形するかという一般的な質問に答えなければなりません。材料の変形研究は、加えられた応力下でのひずみの量として定義されます。材料の応力-ひずみ関係は、その流動挙動を決定するためにも、CMCが特定の条件に適しているかどうかを処方するのに役立ちます。ポリマー誘導体として、CMCはしばしば非ニュートン流体のように振る舞います。CMCは、低濃度ではニュートン流体または粘性流動挙動の特性に従うことがあります。したがって、GhannamとEsmail（1997）の調査によると、CMCは1%でニュートン特性を、1%以上（または2～5%）で非ニュートン特性をカバーします。この調査は、補足資料（図S1a）に示すように、すべての濃度（1～5%）で主に線形であったせん断応力-せん断速度曲線に従います。しかし、粘度-せん断速度曲線は、補足資料（図S1b）に示すように、ほぼ水平型（1%以下またはそれ以下）または減少線形型（1%以上または5%まで）でした。水平曲線は、流動が粘性であるか、ニュートン特性を持つことを示します。徐々に減少する曲線は、せん断希釈挙動（STB）または非ニュートン特性を定義し、シャープで最も高い流動挙動を示します。チクソトロピー、擬塑性、粘弾性挙動などの他のCMC特性は、STBと完全に相互に関連しています。何よりも、STBはCMCのフィルム製造、包装、射出成形、またはメルトストレングス特性を制御する、CMCの様々な用途において重要な役割を果たします。