Hidroxipropiletako metilcellulosa (HPMC)Eraikuntza, Medikuntza, Elikadura eta Industria Kimikoetan oso erabilia den polimero konposatu bat da. Zelulosa naturalaren aldaketa kimikoen bidez lortutako zelulosa ez-ionikoa ez da, lodiera ona, emultsioa, egonkortzea eta zinemagintzako propietateak. Hala ere, tenperatura altuko baldintzetan, HPMCk degradazio termikoa jasango du, eta horrek eragin handia du aplikazio praktikoetan egonkortasunean eta errendimenduan.
HPMC degradazio termikoa
HPMCren degradazio termikoak aldaketa fisikoak eta aldaketa kimikoak biltzen ditu batez ere. Aldaketa fisikoak ur lurruntzea, beirazko trantsizioa eta biskositatea murriztea dira batez ere, eta aldaketa kimikoek egitura molekularra, talde funtzionalaren zatiketa eta azken karbonizazio prozesua suntsitzea dakar.
1.. Tenperatura baxuko etapa (100-200 ºC): Uraren lurruntzea eta hasierako deskonposizioa
Tenperatura baxuko baldintzetan (100 ºC inguru), HPMC-k batez ere ur lurruntzea eta beirazko trantsizioa jasaten du batez ere. HPMC-k lodiko ur kopuru jakin bat duenez, ur hori pixkanaka lurrundu egingo da berogailuan zehar, eta, beraz, bere propietate erreologikoei eragiten die. Gainera, HPMCren biskositatea ere murriztuko da tenperaturaren gehikuntzarekin. Etapa honetan aldaketak propietate fisikoen aldaketak dira batez ere, eta egitura kimikoa funtsean aldatu gabe geratzen da.
Tenperatura 150-200 ºC-ra igotzen jarraitzen duenean, HPMC preliminary degradazio erreakzio kimikoak jasaten hasten da. Hidroxipropil eta metoxy talde funtzionalen kentzean agerikoa da batez ere, pisu molekularraren eta egiturazko aldaketen jaitsiera dela eta. Etapa honetan, HPMC-k molekula lurrunkor txikien kopuru txikia sor dezake, hala nola metanola eta propioa.
2. Tenperatura ertaineko fasea (200-300 ° C): katearen degradazio nagusia eta molekula txikiaren sorrera
Tenperatura areagotzen denean 200-300 ºC-ra igo zenean, HPMC deskonposizio tasa oso bizkorra da. Degradazio mekanismo nagusiak hauek dira:
Ether Bond Hausage: HPMC kate nagusia glukosa eraztun unitateek konektatzen dute eta bertan loturiko loturak pixkanaka tenperatura altuan apurtzen dira, polimeroen katea deskonposatuz.
Deshidratazio erreakzioa: HPMC-ren azukre eraztun egiturak deshidratazio erreakzio bat jasan dezake tenperatura altuenean, bitarteko ezegonkorra osatzeko, produktu lurrunkorretan deskonposatzen dena.
Molekula txikien bolumen txikiak askatzea: HPMC-k CO, Co₂, H₂o eta Molekula Txikiko materia organikoa, esaterako, formaldehidoa, azetaldehidoa eta akleina.
Aldaketa horiek HPMC-ren pisu molekularra nabarmen jaisten dute, biskositatea nabarmen jaisteko, eta materiala horia bihurtzen hasiko da eta baita lokaketa sortzen ere.
3. Tenperatura altuko etapa (300-500 ° C): karbonizazioa eta lokarria
Tenperatura 300 ºC-tik gora igotzen denean, HPMC degradazio fase bortitz batean sartzen da. Une honetan, kate nagusiaren eta molekula txikien konposatuek areagotzeak materialen egitura osoa suntsitzea eragiten dute eta azkenik, karbonozesaren hondakinak (kokeak) eratzen dituzte. Etapa honetan honako erreakzio hauek gertatzen dira batez ere:
Degradazio oxidatiboa: tenperatura altuan, HPMC-k oxidazio erreakzioa jasaten du Co₂ eta CO sortzeko, eta aldi berean, karbonozeoen hondakinak eratzen dituzte.
Erreakzio erreakzioa: polimeroen egituraren zati bat errekuntza produktu osatu gabea da, hala nola karbono beltza edo koke hondakinak.
Produktu lurrunkorrak: jarraitu hidrokarburoak askatzen, esaterako etilenoa, propilenoa eta metanoa.
Airean berotzen denean, HPMC-k gehiago erre dezake, oxigenoen faltan berotzean, batez ere, karbonizatutako hondakinak osatzen dituzte.
HPMC degradazio termikoari eragiten dioten faktoreak
HPMCren degradazio termikoa faktore ugariren eraginez, besteak beste:
Egitura kimikoa: HPMC-ko hidroxipropil eta metoxy taldeen ordezkapen maila bere egonkortasun termikoari eragiten dio. Orokorrean, HPMC hidroxipropilio handiagoko edukiekin, egonkortasun termiko hobea du.
Giro giroa: HPMC degradazio oxidatzailearen joera da, eta gas inertearen ingurunean (nitrogenoa adibidez), degradazio termiko tasa motelagoa da.
Berokuntza-tasa: Berokuntza bizkorrak deskonposizio azkarragoa ekarriko du, eta berogailu motelak HPMC-k pixkanaka karbonizatu eta produktu garasosuen produkzioa murrizten lagun dezake.
Hezetasunaren edukia: HPMC-k loturiko ur kopuru jakin bat dauka. Berokuntza prozesuan zehar, hezetasunaren lurruntzeak beirazko trantsizioaren tenperatura eta degradazio prozesuan eragina izango du.
Aplikazio praktikoa HPMC degradazio termikoaren eragina
HPMCren degradazio termikoaren ezaugarriak garrantzi handia dute bere aplikazioaren eremuan. Adibidez:
Eraikuntzaren industria: HPMC zementu mortero eta igeltsu produktuetan erabiltzen da eta tenperatura handiko eraikuntzan haren egonkortasuna hartu behar da lotura-errendimenduari eragiten dion degradazioa ekiditeko.
Farmazia industria: HPMC drogak kontrolatutako askapen agente bat da, eta deskonposizioa saihestu behar da tenperatura handiko ekoizpenean drogaren egonkortasuna ziurtatzeko.
Elikagaien industria: HPMC elikagaien gehigarria da, eta degradazio termikoaren ezaugarriek tenperatura altuko labean eta prozesatzeko aplikagarritasuna zehazten dute.
Degradazio termikoaren prozesuaHpmcUraren lurruntze eta aurretiazko degradazioan banatu daiteke tenperatura baxuko fasean, katearen zatiketa nagusian eta molekula txikien lurrean tenperatura ertaineko fasean eta karbonizazioan eta tenperatura handiko fasean karbonizazioa eta kokatzea. Egonkortasun termikoa egitura kimikoa, giro giroa, berokuntza-tasa eta hezetasun-edukia bezalako faktoreek eragiten dute. HPMCren degradazio termikoaren mekanismoa ulertzea balio handia du bere aplikazioa optimizatzeko eta material egonkortasuna hobetzeko.
Posta: 20125-28-28