HPMC در چه دمایی تخریب می شود؟

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) یک ماده پلیمری محلول در آب است که به طور گسترده در پزشکی، غذا، ساخت و ساز و سایر زمینه ها استفاده می شود. پایداری حرارتی خوبی دارد، اما همچنان ممکن است در دمای بالا تخریب شود. دمای تخریب HPMC عمدتاً تحت تأثیر ساختار مولکولی، شرایط محیطی (مانند رطوبت، مقدار pH) و زمان گرمایش است.

دمای تخریب HPMC

تخریب حرارتی HPMC معمولاً بالای 200 ظاهر می شود℃، و تجزیه آشکار بین 250 رخ خواهد داد℃-300℃. به طور مشخص:

زیر 100℃: HPMC عمدتا تبخیر آب و تغییر در خواص فیزیکی را نشان می دهد و هیچ تخریبی رخ نمی دهد.

100℃-200℃: HPMC ممکن است به دلیل افزایش دمای موضعی باعث اکسیداسیون جزئی شود، اما در کل پایدار است.

200℃-250℃: HPMC به تدریج تخریب حرارتی را نشان می دهد که عمدتاً به صورت شکست ساختاری و آزادسازی مواد فرار مولکولی کوچک ظاهر می شود.

250℃-300℃: HPMC دچار تجزیه آشکار می شود، رنگ تیره تر می شود، مولکول های کوچکی مانند آب، متانول، اسید استیک آزاد می شود و کربنیزاسیون اتفاق می افتد.

بالای 300℃: HPMC به سرعت تجزیه شده و کربنیزه می شود و در نهایت برخی مواد معدنی باقی می مانند.

عوامل موثر بر تخریب HPMC

وزن مولکولی و درجه جایگزینی

هنگامی که وزن مولکولی HPMC زیاد باشد، مقاومت حرارتی آن معمولاً بالاست.

درجه جایگزینی گروه های متوکسی و هیدروکسی پروپوکسی بر پایداری حرارتی آن تأثیر می گذارد. HPMC با درجه جایگزینی بالاتر در دماهای بالا به راحتی تجزیه می شود.

عوامل محیطی

رطوبت: HPMC خاصیت رطوبت سنجی قوی دارد و رطوبت ممکن است تخریب آن را در دماهای بالا تسریع کند.

مقدار pH: HPMC در شرایط اسیدی یا قلیایی قوی به هیدرولیز و تجزیه حساس تر است.

زمان گرم شدن

گرمایش تا 250℃برای مدت کوتاهی ممکن است به طور کامل تجزیه نشود، در حالی که حفظ دمای بالا برای مدت طولانی روند تخریب را تسریع می کند.

محصولات تخریب HPMC

HPMC عمدتاً از سلولز مشتق می شود و محصولات تجزیه آن مشابه سلولز است. در طول فرآیند گرمایش، موارد زیر ممکن است آزاد شوند:

بخار آب (از گروه های هیدروکسیل)

متانول، اتانول (از گروه های متوکسی و هیدروکسی پروپوکسی)

اسید استیک (از محصولات تجزیه)

اکسیدهای کربن (CO, CO₂تولید شده از احتراق مواد آلی)

مقدار کمی از باقی مانده کک

مقاومت حرارتی کاربرد HPMC

اگرچه HPMC به تدریج بالای 200 کاهش می یابد℃، معمولاً در کاربردهای واقعی در معرض چنین دماهای بالایی قرار نمی گیرد. به عنوان مثال:

صنعت داروسازی: HPMC عمدتاً برای پوشش قرص و عوامل رهش پایدار استفاده می شود که معمولاً در 60 کار می کنند.℃-80℃که بسیار کمتر از دمای تخریب آن است.

صنایع غذایی: HPMC را می توان به عنوان ضخیم کننده یا امولسیفایر استفاده کرد و دمای استفاده معمولی معمولاً بیش از 100 نیست.℃.

صنعت ساخت و ساز: HPMC به عنوان ضخیم کننده سیمان و ملات استفاده می شود و دمای ساختمان معمولاً از 80 تجاوز نمی کند.℃، و هیچ تخریبی رخ نخواهد داد.

HPMC شروع به تخریب حرارتی بالای 200 می کند℃، به طور قابل توجهی بین 250 تجزیه می شود℃-300℃و به سرعت بالای 300 کربنه می شود℃. در کاربردهای عملی، برای حفظ عملکرد پایدار آن باید از قرار گرفتن طولانی مدت در محیط با دمای بالا اجتناب کرد.