عند أي درجة حرارة سوف يتحلل HPMC؟

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز (HPMC) مادة بوليمرية قابلة للذوبان في الماء، تُستخدم على نطاق واسع في الطب والأغذية والبناء وغيرها من المجالات. تتميز بثبات حراري جيد، لكنها قد تتحلل في درجات الحرارة العالية. تتأثر درجة تحلل HPMC بشكل رئيسي ببنيتها الجزيئية، والظروف البيئية (مثل الرطوبة وقيمة الرقم الهيدروجيني) ومدة التسخين.

درجة حرارة تحلل HPMC

يبدأ التحلل الحراري لـ HPMC عادةً في الظهور عند درجة حرارة أعلى من 200 درجة مئوية.درجة مئوية، وسيحدث تحلل واضح بين 250درجة مئوية-300درجة مئوية. خاصة:

أقل من 100درجة مئوية:يظهر HPMC بشكل أساسي تبخر الماء والتغيرات في الخصائص الفيزيائية، ولا يحدث أي تدهور.

100درجة مئوية-200درجة مئوية:قد يسبب HPMC أكسدة جزئية بسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية، ولكنه مستقر بشكل عام.

200درجة مئوية-250درجة مئوية:يظهر HPMC تدريجيًا تدهورًا حراريًا، والذي يتجلى بشكل أساسي في الكسر الهيكلي وإطلاق المواد المتطايرة الجزيئية الصغيرة.

250درجة مئوية-300درجة مئوية:يتعرض HPMC للتحلل الواضح، ويصبح اللون أغمق، وتنطلق جزيئات صغيرة مثل الماء والميثانول وحمض الأسيتيك، وتحدث عملية الكربنة.

فوق 300درجة مئوية:يتحلل HPMC بسرعة ويتحول إلى كربنة، وتبقى بعض المواد غير العضوية في النهاية.

العوامل المؤثرة على تحلل HPMC

الوزن الجزيئي ودرجة الاستبدال

عندما يكون الوزن الجزيئي لـ HPMC كبيرًا، تكون مقاومته للحرارة عالية عادةً.

تؤثر درجة استبدال مجموعات الميثوكسي والهيدروكسي بروبوكسي على ثباتها الحراري. تتحلل مادة HPMC ذات درجة الاستبدال الأعلى بسهولة أكبر في درجات الحرارة العالية.

العوامل البيئية

الرطوبة: تتمتع HPMC بقدرة استرطابية قوية، وقد تؤدي الرطوبة إلى تسريع تحللها في درجات الحرارة العالية.

قيمة الرقم الهيدروجيني: HPMC أكثر عرضة للتحلل المائي والتدهور في ظل ظروف حمضية أو قلوية قوية.

وقت التسخين

التسخين إلى 250درجة مئويةقد لا تتحلل تمامًا لفترة قصيرة من الوقت، في حين أن الحفاظ على درجة حرارة عالية لفترة طويلة من شأنه أن يؤدي إلى تسريع عملية التحلل.

منتجات تحلل HPMC

يُشتقّ HPMC بشكل رئيسي من السليلوز، ونواتج تحلله مشابهة للسليلوز. أثناء عملية التسخين، قد ينطلق ما يلي:

بخار الماء (من مجموعات الهيدروكسيل)

الميثانول والإيثانول (من مجموعات الميثوكسي والهيدروكسي بروبوكسي)

حمض الخليك (من نواتج التحلل)

أكاسيد الكربون (CO، CO₂(يتم إنتاجه عن طريق احتراق المواد العضوية)

كمية صغيرة من بقايا الكوك

مقاومة الحرارة لتطبيق HPMC

على الرغم من أن HPMC سوف يتدهور تدريجيًا فوق 200درجة مئويةعادةً لا يتعرض لدرجات حرارة عالية كهذه في التطبيقات الفعلية. على سبيل المثال:

صناعة الأدوية: يستخدم HPMC بشكل أساسي في طلاء الأقراص وعوامل الإطلاق المستمر، وعادةً ما يتم تشغيله عند 60درجة مئوية-80درجة مئوية، وهي أقل بكثير من درجة حرارة تحللها.

صناعة الأغذية: يمكن استخدام HPMC كمكثف أو مستحلب، ودرجة حرارة الاستخدام التقليدية لا تزيد عادةً عن 100درجة مئوية.

صناعة البناء: يتم استخدام HPMC كمكثف للأسمنت والملاط، وعادةً لا تتجاوز درجة حرارة البناء 80 درجة مئوية.درجة مئويةولن يحدث أي تدهور.

HPMC يبدأ بالتدهور حرارياً عند درجة حرارة أعلى من 200درجة مئوية، يتحلل بشكل كبير بين 250درجة مئوية-300درجة مئوية، ويتفحم بسرعة فوق 300درجة مئويةفي التطبيقات العملية، ينبغي تجنب التعرض الطويل الأمد لبيئة ذات درجة حرارة عالية للحفاظ على أدائها المستقر.