셀룰로오스 (Cellulose)
1.셀룰로오스란
식물 세포벽을 구성하는 가장 풍부한 천연 고분자(바이오폴리머)로서,
지구상 유기물의 상당 부분을 차지하는 다당류(polysaccharide)입니다.
2. 셀룰로오스
포도당(Glucose) 분자가 β-1,4-글리코시드 결합으로 직선형으로 연결된 고분자입니다.
화학식: (C₆H₁₀O₅)ₙ
단량체: β-D-글루코스
고분자 구조: 선형(Linear polymer)
3. 구조특성
1) β-1,4 결합 → 분자 사슬이 곧게 뻗음
2) 다수의 –OH(수산기) 존재 →
- 분자 내·분자 간 강한 수소결합 형성
- 높은 결정성 및 기계적 강도 부여
3) 물에는 불용성 (강한 수소결합 네트워크 때문)
4. 셀룰로오스 특성
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항목 |
특성 |
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외관 |
흰색 섬유상 고체 |
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용해성 |
물, 대부분 유기용매에 불용 |
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결정성 |
높음 (결정영역 + 비결정영역 공존) |
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기계적 강도 |
매우 우수 |
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생분해성 |
O (미생물·효소에 의해 분해) |
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독성 |
무독성 |
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열안정성 |
약 300℃ 전후에서 분해 |
1) 메틸셀룰로오스 (MC) 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 (HPMC)
- 특징: 찬물이나 뜨거운 물에 쉽게 용해되는 수용성 중합체이며, 뛰어난 보수성, 증점성, 접착력 및 필름 형성 능력
제공합니다.
- 용도: 건축 산업에서 타일 접착제, 벽지 접착제, 벽 퍼티 등에 사용되어 재료의 접착력과 작업성을 향상시킵니다.
또한 제약 및 화장품 분야에서 결합제나 질감 향상제로도 활용됩니다.
2) 카르복시메틸 셀룰로오스 (CMC) 나트륨
- 특징: 음이온성 선형 수용성 셀룰로오스 에테르로, 높은 흡수 및 보수 특성을 가지며 생체 적합성이 높습니다.
- 용도: 세제, 화장품, 치약 등의 일상 화학제품 분야에서 효과적인 접착제, 증점제, 안정제로 널리 사용됩니다.
식품 첨가물(E466)로도 사용되어 점도를 조절합니다.
3) 니트로셀룰로오스
- 특징: 강력하고 내구성 있는 접착을 위한 용도로 사용되지만, 운송 및 보관 시 인화성 액체로 관리되어야 하는 등
취급에 주의가 필요합니다.
8.셀룰로오스와 전분 비교
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구분 |
셀룰로오스 |
전분 |
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결합 |
β-1,4 |
α-1,4 / α-1,6 |
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구조 |
직선형 |
가지형 |
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물 용해성 |
불용 |
팽윤·호화 |
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소화성 |
X (식이섬유) |
O |
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주용도 |
구조재 |
에너지 저장 |