セルロースエーテルは、植物細胞壁の主要な構造成分であるセルロースに由来する水溶性ポリマーのクラスです。セルロースエーテルには、高い保水性、増粘性、結合性、フィルム形成性など、多くのユニークな特性があります。これらの特性により、セルロース エーテルは、多くの工業製品、医薬品、およびパーソナル ケア製品の重要な成分となっています。

セルロース エーテルの重要な特性の 1 つは、流動する流体の抵抗を表す粘度です。粘度は、さまざまな製品におけるセルロース エーテルの性能と用途に影響を与える重要なパラメーターです。この記事では、セルロース エーテルの粘度について、その測定、影響を与える要因、さまざまな業界での用途などについて説明します。

セルロースエーテルの粘度測定

セルロース エーテルの粘度は通常、重力または加えられた力の影響下で流体の流量を測定する器具である粘度計を使用して測定されます。回転粘度計、毛細管粘度計、振動粘度計など、いくつかの種類の粘度計があり、それぞれに独自の利点と制限があります。

回転粘度計は、セルロース エーテルの粘度を測定するために最も一般的に使用される機器です。これらの計測器は、流体に浸されたスピンドルまたはローターを一定速度で回転させるのに必要なトルクを測定します。粘度は、トルクと回転速度の関係に基づいて計算されます。

一方、毛細管粘度計は、重力または圧力勾配の影響下で、一定量の液体が細い毛細管を流れるのに必要な時間を測定します。粘度は、ポアズイユの法則に基づいて計算されます。この法則は、流量を粘度、チューブの直径、および圧力勾配に関連付けます。

正弦波せん断応力下での流体の変形と回復を測定する振動粘度計は、周波数依存粘度であるセルロース エーテルの複素粘度を測定するために使用されます。

セルロースエーテルの粘度に影響する要因

セルロース エーテルの粘度は、分子量、置換度、濃度、温度、せん断速度など、いくつかの要因の影響を受けます。

分子量: セルロース エーテルの粘度は、分子量の増加に伴い増加します。高分子量のポリマーは、互いに絡み合う長い鎖を持ち、流れに対する抵抗が増加するためです。

置換度: セルロース鎖のグルコース単位あたりの置換水酸基の数を表すセルロース エーテルの置換度 (DS) も、その粘度に影響します。DS が増加すると、鎖のもつれと分子間相互作用が増加するため、セルロース エーテルの粘度が増加します。

濃度: セルロース エーテルの粘度は、濃度の増加に伴い増加します。濃度が高くなると、鎖のもつれや分子間相互作用が増加するためです。

温度: セルロース エーテルの粘度は、温度が上昇すると分子運動が増加し、分子間相互作用が減少するため、温度が上昇すると低下します。

せん断速度: セルロース エーテルの粘度は、適用されるせん断速度にも依存します。せん断速度が高いほど、鎖の整列が増加し、流れに対する抵抗が減少するためです。

さまざまな産業におけるセルロースエーテルの応用

セルロースエーテルは、その粘度などの独特の特性により、さまざまな産業で広く使用されています。さまざまな業界におけるセルロース エーテルの主な用途のいくつかを以下に説明します。

建設: セルロース エーテルは、セメント、モルタル、石膏などの建設製品の増粘剤、保水剤、結合剤として使用されます。これらの製品の作業性、一貫性、接着性が向上し、性能と耐久性の向上につながります。

医薬品: セルロース エーテルは、錠剤、カプセル、クリームなどの医薬品製剤の賦形剤として使用されます。製剤の流動性、圧縮性、および粘度が向上し、薬物送達と安定性が向上します。