Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) er et vandopløseligt polymermateriale, der er meget udbredt inden for medicin, fødevarer, byggeri og andre områder. Det har god termisk stabilitet, men det kan stadig nedbrydes under høje temperaturer. Nedbrydningstemperaturen af HPMC er hovedsageligt påvirket af dets molekylære struktur, miljøforhold (såsom fugtighed, pH-værdi) og opvarmningstid.
Nedbrydningstemperatur for HPMC
Den termiske nedbrydning af HPMC begynder normalt at vise sig over 200℃, og åbenlys nedbrydning vil forekomme mellem 250℃-300℃. Specifikt:
Under 100℃: HPMC viser hovedsageligt vandfordampning og ændringer i fysiske egenskaber, og der sker ingen nedbrydning.
100℃-200℃: HPMC kan forårsage delvis oxidation på grund af lokal temperaturstigning, men den er generelt stabil.
200℃-250℃: HPMC viser gradvist termisk nedbrydning, som hovedsageligt viser sig som strukturelt brud og frigivelse af små molekylære flygtige stoffer.
250℃-300℃: HPMC undergår tydelig nedbrydning, farven bliver mørkere, små molekyler som vand, methanol, eddikesyre frigives, og der sker forkulning.
Over 300℃: HPMC nedbrydes hurtigt og carboniserer, og nogle uorganiske stoffer forbliver til sidst.
Faktorer, der påvirker HPMC-nedbrydning
Molekylvægt og substitutionsgrad
Når molekylvægten af HPMC er stor, er dens varmebestandighed normalt høj.
Graden af substitution af methoxy- og hydroxypropoxygrupper vil påvirke dets termiske stabilitet. HPMC med en højere grad af substitution nedbrydes lettere ved høje temperaturer.
Miljømæssige faktorer
Fugtighed: HPMC har stærk hygroskopicitet, og fugt kan fremskynde dets nedbrydning ved høje temperaturer.
pH-værdi: HPMC er mere modtagelig for hydrolyse og nedbrydning under stærke sure eller alkaliske forhold.
Opvarmningstid
Opvarmning til 250℃i kort tid kan ikke nedbrydes fuldstændigt, mens opretholdelse af høj temperatur i lang tid vil fremskynde nedbrydningsprocessen.
Nedbrydningsprodukter af HPMC
HPMC er hovedsageligt afledt af cellulose, og dets nedbrydningsprodukter ligner cellulose. Under opvarmningsprocessen kan følgende frigives:
Vanddamp (fra hydroxylgrupper)
Methanol, ethanol (fra methoxy- og hydroxypropoxygrupper)
Eddikesyre (fra nedbrydningsprodukter)
Kuloxider (CO, CO₂produceret ved forbrænding af organisk stof)
En lille mængde koksrester
Anvendelse varmebestandighed af HPMC
Selvom HPMC gradvist vil nedbrydes over 200℃, er det normalt ikke udsat for så høje temperaturer i faktiske applikationer. For eksempel:
Farmaceutisk industri: HPMC bruges hovedsageligt til tabletcoating og midler til langvarig frigivelse, normalt opereret ved 60℃-80℃, hvilket er meget lavere end dens nedbrydningstemperatur.
Fødevareindustrien: HPMC kan bruges som fortykningsmiddel eller emulgator, og den konventionelle brugstemperatur er normalt ikke mere end 100℃.
Byggeindustrien: HPMC bruges som cement- og mørtelfortykningsmiddel, og byggetemperaturen overstiger generelt ikke 80℃, og der vil ikke ske nogen nedbrydning.
HPMC begynder at nedbrydes termisk over 200℃, nedbrydes betydeligt mellem 250℃-300℃, og carboniserer hurtigt over 300℃. I praktiske applikationer bør langvarig eksponering for høje temperaturer undgås for at opretholde dens stabile ydeevne.
Indlægstid: 03-03-2025