Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és un material polimèric soluble en aigua àmpliament utilitzat en medicina, alimentació, construcció i altres camps. Té una bona estabilitat tèrmica, però encara es pot degradar a alta temperatura. La temperatura de degradació de HPMC es veu afectada principalment per la seva estructura molecular, les condicions ambientals (com la humitat, el valor de pH) i el temps d'escalfament.
Temperatura de degradació de HPMC
La degradació tèrmica de HPMC sol començar a aparèixer per sobre de 200℃, i una descomposició òbvia es produirà entre 250℃-300℃. Concretament:
Per sota de 100℃: HPMC mostra principalment evaporació de l'aigua i canvis en les propietats físiques, i no es produeix cap degradació.
100℃-200℃: HPMC pot causar oxidació parcial a causa de l'augment de la temperatura local, però és estable en general.
200℃-250℃: HPMC mostra gradualment una degradació tèrmica, que es manifesta principalment com a fractura estructural i alliberament de petits volàtils moleculars.
250℃-300℃: HPMC pateix una descomposició evident, el color es torna més fosc, s'alliberen molècules petites com aigua, metanol, àcid acètic i es produeix la carbonització.
Més de 300℃: L'HPMC es degrada ràpidament i carbonitzen, i algunes substàncies inorgàniques queden al final.
Factors que afecten la degradació de HPMC
Pes molecular i grau de substitució
Quan el pes molecular de HPMC és gran, la seva resistència a la calor sol ser alta.
El grau de substitució dels grups metoxi i hidroxipropoxi afectarà la seva estabilitat tèrmica. Les HPMC amb un grau de substitució més alt es degrada més fàcilment a altes temperatures.
Factors ambientals
Humitat: HPMC té una forta higroscopicitat i la humitat pot accelerar la seva degradació a altes temperatures.
Valor de pH: HPMC és més susceptible a la hidròlisi i la degradació en condicions àcides o àlcalis forts.
Temps de calefacció
Calefacció a 250℃durant un temps curt pot no descompondre's completament, mentre que mantenir una temperatura elevada durant molt de temps accelerarà el procés de degradació.
Productes de degradació de HPMC
L'HPMC es deriva principalment de la cel·lulosa i els seus productes de degradació són similars a la cel·lulosa. Durant el procés d'escalfament, es pot alliberar el següent:
Vapor d'aigua (de grups hidroxil)
Metanol, etanol (dels grups metoxi i hidroxipropoxi)
Àcid acètic (de productes de descomposició)
Òxids de carboni (CO, CO₂, produït per la combustió de matèria orgànica)
Una petita quantitat de residus de coc
Aplicació de resistència a la calor de HPMC
Tot i que HPMC es degradarà gradualment per sobre de 200℃, normalment no està exposat a temperatures tan elevades en aplicacions reals. Per exemple:
Indústria farmacèutica: HPMC s'utilitza principalment per al recobriment de tauletes i agents d'alliberament sostingut, normalment operat a 60℃-80℃, que és molt inferior a la seva temperatura de degradació.
Indústria alimentària: HPMC es pot utilitzar com a espessidor o emulsionant, i la temperatura d'ús convencional no sol ser superior a 100℃.
Indústria de la construcció: HPMC s'utilitza com a espessidor de ciment i morter, i la temperatura de construcció generalment no supera els 80℃, i no es produirà cap degradació.
HPMC comença a degradar-se tèrmicament per sobre de 200℃, es descompon significativament entre 250℃-300℃, i carbonitza ràpidament per sobre de 300℃. En aplicacions pràctiques, s'ha d'evitar l'exposició a llarg termini a un ambient d'alta temperatura per mantenir el seu rendiment estable.
Hora de publicació: abril-03-2025