Hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC) on vesiliukoinen polymeerimateriaali, jota käytetään laajasti lääketieteessä, elintarvikkeissa, rakentamisessa ja muilla aloilla. Sillä on hyvä lämmönkestävyys, mutta se voi silti hajota korkeassa lämpötilassa. HPMC:n hajoamislämpötilaan vaikuttavat pääasiassa sen molekyylirakenne, ympäristöolosuhteet (kuten kosteus, pH-arvo) ja kuumennusaika.
HPMC:n hajoamislämpötila
HPMC:n lämpöhajoaminen alkaa yleensä näkyä yli 200:ssa℃, ja ilmeinen hajoaminen tapahtuu välillä 250℃-300℃. Erityisesti:
Alle 100℃: HPMC osoittaa pääasiassa veden haihtumista ja muutoksia fysikaalisissa ominaisuuksissa, eikä hajoamista tapahdu.
100℃-200℃: HPMC voi aiheuttaa osittaista hapettumista paikallisen lämpötilan nousun vuoksi, mutta se on yleisesti ottaen vakaa.
200℃-250℃: HPMC osoittaa vähitellen lämpöhajoamista, joka ilmenee pääasiassa rakenteellisena murtumisena ja pienten molekyylisten haihtuvien aineiden vapautumisena.
250℃-300℃: HPMC hajoaa selvästi, väri muuttuu tummemmaksi, pieniä molekyylejä, kuten vettä, metanolia, etikkahappoa, vapautuu ja tapahtuu hiiltymistä.
Yli 300℃: HPMC hajoaa nopeasti ja hiiltyy, ja joitakin epäorgaanisia aineita jää lopulta jäljelle.
HPMC:n hajoamiseen vaikuttavat tekijät
Molekyylipaino ja substituutioaste
Kun HPMC:n molekyylipaino on suuri, sen lämmönkestävyys on yleensä korkea.
Metoksi- ja hydroksipropoksiryhmien substituutioaste vaikuttaa sen lämpöstabiilisuuteen. HPMC, jolla on korkeampi substituutioaste, hajoaa helpommin korkeissa lämpötiloissa.
Ympäristötekijät
Kosteus: HPMC:llä on vahva hygroskooppisuus, ja kosteus voi nopeuttaa sen hajoamista korkeissa lämpötiloissa.
pH-arvo: HPMC on herkempi hydrolyysille ja hajoamiselle vahvoissa happamissa tai alkalisissa olosuhteissa.
Lämmitysaika
Lämmitys 250 asteeseen℃lyhyen aikaa ei välttämättä hajoa täysin, kun taas korkean lämpötilan ylläpitäminen pitkään nopeuttaa hajoamisprosessia.
HPMC:n hajoamistuotteet
HPMC on pääasiassa peräisin selluloosasta, ja sen hajoamistuotteet ovat samanlaisia kuin selluloosa. Lämmitysprosessin aikana saattaa vapautua seuraavia:
Vesihöyry (hydroksyyliryhmistä)
Metanoli, etanoli (metoksi- ja hydroksipropoksiryhmistä)
Etikkahappo (hajoamistuotteista)
Hiilioksidit (CO, CO₂, joka syntyy orgaanisen aineen palamisesta)
Pieni määrä koksin jäännöksiä
HPMC:n sovelluksen lämmönkestävyys
Vaikka HPMC laskee vähitellen yli 200:n℃, se ei yleensä ole alttiina niin korkeille lämpötiloille todellisissa sovelluksissa. Esimerkiksi:
Lääketeollisuus: HPMC:tä käytetään pääasiassa tablettien päällystykseen ja hitaasti vapauttaviin aineisiin, yleensä 60 °C:ssa℃-80℃, joka on paljon alhaisempi kuin sen hajoamislämpötila.
Elintarviketeollisuus: HPMC:tä voidaan käyttää sakeuttamisaineena tai emulgaattorina, ja tavanomainen käyttölämpötila on yleensä enintään 100℃.
Rakennusteollisuus: HPMC:tä käytetään sementin ja laastin sakeuttajana, ja rakennuslämpötila ei yleensä ylitä 80 astetta℃, eikä hajoamista tapahdu.
HPMC alkaa termisesti hajota yli 200℃, hajoaa merkittävästi välillä 250℃-300℃ja hiiltyy nopeasti yli 300℃. Käytännön sovelluksissa pitkäaikaista altistumista korkeille lämpötiloille tulisi välttää sen vakaan suorituskyvyn säilyttämiseksi.
Postitusaika: 03.04.2025