HydroxyPropyl Methylcellulos (HPMC)ջրի լուծելի պոլիմերային միացություն լայնորեն օգտագործվում է շինարարության, բժշկության, սննդի եւ քիմիական արդյունաբերության ոլորտում: Այն ոչ իոնիկ ցելյուլոզային էթեր է, որը ձեռք է բերվել բնական բջջանյութի քիմիական փոփոխությամբ, լավ խտացումով, էմուլգացումով, կայունացումով եւ կինոնկարների ձեւավորման հատկություններով: Այնուամենայնիվ, բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում HPMC- ն անցնելու է ջերմային քայքայման, ինչը կարեւոր ազդեցություն է ունենում գործնական ծրագրերում դրա կայունության եւ կատարողականի վրա:
HPMC- ի ջերմային քայքայման գործընթացը
HPMC- ի ջերմային քայքայումը հիմնականում ներառում է ֆիզիկական փոփոխություններ եւ քիմիական փոփոխություններ: Ֆիզիկական փոփոխությունները հիմնականում դրսեւորվում են որպես ջրի գոլորշիացում, ապակե անցում եւ մածուցիկության իջեցում, մինչդեռ քիմիական փոփոխությունները ներառում են մոլեկուլային կառուցվածքի, ֆունկցիոնալ խմբի մաքրման եւ կարբոնիզացման վերջնական գործընթացի ոչնչացում:
1-ը ջերմաստիճանի ցածր փուլ (100-200 ° C). Water րի գոլորշիացում եւ սկզբնական տարրալուծում
Temperature երմաստիճանի ցածր պայմաններում (շուրջ 100 ° C) ներքո HPMC- ն հիմնականում ենթարկվում է ջրի գոլորշիացման եւ ապակու անցում: Քանի որ HPMC- ն պարունակում է որոշակի քանակությամբ սահմանված ջուր, այս ջուրն աստիճանաբար կփախչի ջեռուցման ժամանակ, դրանով իսկ ազդելով նրա ռեոլոգիական հատկությունների վրա: Բացի այդ, HPMC- ի մածուցիկությունը նույնպես կնվազի ջերմաստիճանի բարձրացումով: Այս փուլում փոփոխությունները հիմնականում փոփոխություններ են ֆիզիկական հատկությունների մեջ, մինչդեռ քիմիական կառուցվածքը շարունակում է մնալ հիմնականում անփոփոխ:
Երբ ջերմաստիճանը շարունակում է բարձրանալ մինչեւ 150-200 ° C, HPMC- ն սկսում է անցնել քիմիական քայքայման նախնական ռեակցիաներ: Այն հիմնականում դրսեւորվում է հիդրօքսիպրոպիլ եւ մետոքսիկ ֆունկցիոնալ խմբերի հեռացման մեջ, ինչը հանգեցնում է մոլեկուլային քաշի եւ կառուցվածքային փոփոխությունների նվազմանը: Այս փուլում HPMC- ն կարող է արտադրել փոքր քանակությամբ փոքր անկայուն մոլեկուլներ, ինչպիսիք են մեթանոլը եւ propionaldehyde- ը:
2-ը: Միջին ջերմաստիճանի փուլ (200-300 ° C). Հիմնական շղթայի դեգրադացիա եւ փոքր մոլեկուլի սերունդ
Երբ ջերմաստիճանը հետագայում ավելացավ 200-300 ° C, HPMC- ի տարրալուծման արագությունը զգալիորեն արագացված է: Դեգրադացիայի հիմնական մեխանիզմները ներառում են.
Եթեր պարտատոմսերի կոտրում. HPMC- ի հիմնական շղթան միացված է գլյուկոզի օղակների ստորաբաժանումներով, եւ դրա մեջ եթերային պարտատոմսերը աստիճանաբար կոտրվում են բարձր ջերմաստիճանի տակ:
Dehydration ռեակցիա. HPMC- ի շաքարի օղակի կառուցվածքը կարող է անցնել ջրազրկման ռեակցիա բարձր ջերմաստիճանում `անկայուն միջանկյալ ձեւավորելու համար, ինչը հետագայում քայքայվում է անկայուն արտադրանքների մեջ:
Փոքր մոլեկուլային անկայունների թողարկում. Այս բեմի ընթացքում HPMC- ն թողարկում է CO, CO₂, H₂O եւ փոքր մոլեկուլային օրգանական նյութեր, ինչպիսիք են ֆորմալդեհիդը, ացետալդեհիդը եւ Ակոկինը:
Այս փոփոխությունները կհանգեցնեն HPMC- ի մոլեկուլային քաշը զգալիորեն իջնել, զգալիորեն ընկնելու մածուցիկությունը, եւ նյութը կսկսի վերածել դեղին եւ նույնիսկ առաջացնում է:
3: Բարձր ջերմաստիճանի փուլ (300-500 ° C). Ածխածնի եւ coking
Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 300 ° C- ից բարձր, HPMC- ն մտնում է բռնի դեգրադացիայի փուլ: Այս պահին հիմնական շղթայի հետագա կոտրումը եւ փոքր մոլեկուլային միացությունների անկայունը հանգեցնում են նյութական կառուցվածքի ամբողջական ոչնչացմանը եւ, վերջապես, ստեղծում են ածխածնային մնացորդներ (Coke): Այս փուլում հիմնականում առաջանում են հետեւյալ ռեակցիաները.
Օքսիդատիպի դեգրադացիա. Բարձր ջերմաստիճանում HPMC- ն անցնում է օքսիդացման ռեակցիա, CO₂ եւ CO- ն առաջացնելու համար, եւ միեւնույն ժամանակ ձեւավորվում են ածխածնային մնացորդներ:
Coking Reaction. Պոլիմերային կառուցվածքի մի մասը վերածվում է թերի այրման ապրանքների, ինչպիսիք են ածխածնի սեւ կամ կոկային մնացորդները:
Անկայուն արտադրանք. Շարունակեք ազատել ածխաջրածինները, ինչպիսիք են էթիլենը, պրոպիլենը եւ մեթանը:
Երբ օդում ջեռուցվում է, HPMC- ն կարող է հետագայում այրվել, մինչդեռ ջեռուցումը թթվածնի բացակայության դեպքում հիմնականում ձեւավորում է ածխածնի մնացորդներ:
HPMC ջերմային քայքայման վրա ազդող գործոններ
HPMC- ի ջերմային քայքայումը ազդում է բազմաթիվ գործոնների կողմից, ներառյալ.
Քիմիական կառուցվածքը. HPMC- ում հիդրօքսիպիլային եւ մետոքսիկ խմբերի փոխարինման աստիճանը ազդում է դրա ջերմային կայունության վրա: Ընդհանրապես, HPMC- ն ավելի բարձր հիդրօքսիպիլային պարունակությամբ ունի ավելի լավ ջերմային կայունություն:
Շրջակա միջավայրի մթնոլորտ. Օդի մեջ HPMC- ն հակված է օքսիդատիվ դեգրադացիայի, իսկ իներտ գազի միջավայրում (նման է ազոտ), դրա ջերմային քայքայումը դանդաղ է:
He եռուցման արագություն. Արագ ջեռուցումը կհանգեցնի ավելի արագ տարրալուծման, իսկ դանդաղ ջեռուցումը կարող է օգնել HPMC- ին աստիճանաբար կարտացնել եւ նվազեցնել գազային անկայուն ապրանքների արտադրությունը:
Խոնավության պարունակություն. HPMC- ն պարունակում է որոշակի քանակությամբ պարտավորված ջուր: Heating եռուցման գործընթացում խոնավության գոլորշիացումը կազդի իր ապակու անցումային ջերմաստիճանի եւ դեգրադացիայի գործընթացի վրա:
HPMC ջերմային քայքայման գործնական կիրառական ազդեցությունը
HPMC- ի ջերմային քայքայման բնութագրերը մեծ նշանակություն ունեն դրա կիրառման ոլորտում: Օրինակ.
Շինարարական արդյունաբերություն. HPMC- ն օգտագործվում է ցեմենտի ականանետերի եւ գիպսային արտադրանքներում, եւ դրա կայունությունը բարձր ջերմաստիճանի շինարարության ընթացքում պետք է հաշվի առնել, որ խուսափեք դեգրադացիայից:
Դեղագործական արդյունաբերություն. HPMC- ը թմրամիջոցների վերահսկման միջոց է, եւ դեղամիջոցի կայունությունը ապահովելու համար պետք է խուսափել տարրալուծում:
Սննդի արդյունաբերություն. HPMC- ը սննդային հավելանյութ է, եւ դրա ջերմային քայքայման բնութագրերը որոշում են դրա կիրառելիությունը բարձր ջերմաստիճանի թխման եւ վերամշակման մեջ:
Ջերմային քայքայման գործընթացըHPMCԿարելի է բաժանել ջրի գոլորշիացման եւ նախնական դեգրադացիայի ցածր ջերմաստիճանի փուլում, հիմնական շղթայական կտրուկ եւ փոքր մոլեկուլային անկայում միջին ջերմաստիճանի փուլում եւ կարբոնացման եւ բարձր ջերմաստիճանի փուլում: Դրա ջերմային կայունությունը ազդում է այնպիսի գործոնների վրա, ինչպիսիք են քիմիական կառուցվածքը, շրջակա միջավայրի մթնոլորտը, ջեռուցման արագությունը եւ խոնավության պարունակությունը: HPMC- ի ջերմային քայքայման մեխանիզմը հասկանալը մեծ արժեք է `իր դիմումը օպտիմալացնելու եւ նյութական կայունությունը բարելավելու համար:
Փոստի ժամը: Mar-28-2025