Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) C'est un matériau polymère hydrosoluble largement utilisé en médecine, dans l'agroalimentaire, dans la construction et dans d'autres domaines. Il présente une bonne stabilité thermique, mais peut néanmoins se dégrader à haute température. La température de dégradation du HPMC dépend principalement de sa structure moléculaire, des conditions environnementales (humidité, pH) et du temps de chauffage.
Température de dégradation du HPMC
La dégradation thermique du HPMC commence généralement à apparaître au-dessus de 200°C, et une décomposition évidente se produira entre 250°C-300°C. Spécifiquement:
En dessous de 100°C:HPMC présente principalement une évaporation de l'eau et des changements dans les propriétés physiques, et aucune dégradation ne se produit.
100°C-200°C:Le HPMC peut provoquer une oxydation partielle en raison de l'augmentation locale de la température, mais il est globalement stable.
200°C-250°C:Le HPMC présente progressivement une dégradation thermique, qui se manifeste principalement par une fracture structurelle et une libération de petites molécules volatiles.
250°C-300°C:Le HPMC subit une décomposition évidente, la couleur devient plus foncée, de petites molécules telles que l'eau, le méthanol, l'acide acétique sont libérées et la carbonisation se produit.
Plus de 300°C:Le HPMC se dégrade rapidement et se carbonise, et certaines substances inorganiques restent à la fin.
Facteurs affectant la dégradation de l'HPMC
Poids moléculaire et degré de substitution
Lorsque le poids moléculaire du HPMC est élevé, sa résistance à la chaleur est généralement élevée.
Le degré de substitution des groupes méthoxy et hydroxypropoxy affecte sa stabilité thermique. L'HPMC présentant un degré de substitution plus élevé se dégrade plus facilement à haute température.
Facteurs environnementaux
Humidité : Le HPMC a une forte hygroscopicité et l'humidité peut accélérer sa dégradation à haute température.
Valeur du pH : le HPMC est plus sensible à l'hydrolyse et à la dégradation dans des conditions acides ou alcalines fortes.
Temps de chauffage
Chauffage à 250°Cpendant une courte période, il peut ne pas se décomposer complètement, tandis que le maintien d'une température élevée pendant une longue période accélérera le processus de dégradation.
Produits de dégradation de l'HPMC
L'HPMC est principalement dérivé de la cellulose, et ses produits de dégradation sont similaires à ceux de la cellulose. Lors du chauffage, les éléments suivants peuvent être libérés :
Vapeur d'eau (provenant des groupes hydroxyles)
Méthanol, éthanol (à partir de groupes méthoxy et hydroxypropoxy)
Acide acétique (issu de produits de décomposition)
Oxydes de carbone (CO, CO₂, produit par la combustion de matière organique)
Une petite quantité de résidus de coke
Résistance à la chaleur d'application du HPMC
Bien que le HPMC se dégrade progressivement au-dessus de 200°C, il n'est généralement pas exposé à des températures aussi élevées dans les applications réelles. Par exemple :
Industrie pharmaceutique : l'HPMC est principalement utilisé pour l'enrobage des comprimés et les agents à libération prolongée, généralement utilisés à 60°C-80°C, ce qui est bien inférieur à sa température de dégradation.
Industrie alimentaire : l'HPMC peut être utilisé comme épaississant ou émulsifiant, et la température d'utilisation conventionnelle ne dépasse généralement pas 100°C.
Industrie de la construction : le HPMC est utilisé comme épaississant pour ciment et mortier, et la température de construction ne dépasse généralement pas 80°C, et aucune dégradation ne se produira.
HPMC commence à se dégrader thermiquement au-dessus de 200°C, se décompose de manière significative entre 250°C-300°C, et se carbonise rapidement au-dessus de 300°CDans les applications pratiques, une exposition prolongée à un environnement à haute température doit être évitée pour maintenir ses performances stables.
Date de publication : 03/04/2025