Гидроксиппил метиллулозасы (HPMC)Суда еритін полимерлі қоспа, құрылыс, медицина, тамақ және химия өнеркәсібінде кеңінен қолданылады. Бұл табиғи целлюлоза эфирі, табиғи целлюлозаны химиялық модификациялау, альтерлинг, эмульсия, тұрақтандыру және кинофильмдер қасиеттері бар химиялық модификациялау арқылы алынған. Алайда, жоғары температура жағдайында HPMC жылу тозудан өтеді, оның тұрақтылығы мен практикалық қосымшаларда маңызды әсер етеді.
HPMC жылу деградация процесі
HPMC жылу деградациясы негізінен физикалық өзгерістер мен химиялық өзгерістерді қамтиды. Физикалық өзгерістер негізінен судың булануы, әйнек өткелі және тұтқырлық мөлшерін азайту, ал химиялық өзгерістер, ал химиялық өзгерістер молекулалық құрылымның, функционалды топтардың бөлінуін және түпкілікті карбонизация процесін жоюға жатады.
1. Төмен температура сатысы (100-200 ° C): судың булануы және бастапқы ыдырау
Төмен температура жағдайында (шамамен 100 ° C), HPMC негізінен судың булануы мен әйнектен өту қаупі бар. HPMC құрамында белгілі бір мөлшерде судың мөлшері бар, өйткені бұл су қыздыру кезінде біртіндеп буланып, өзінің реологиялық қасиеттеріне әсер етеді. Сонымен қатар, HPMC тұтқырлығы температураның жоғарылауымен де азаяды. Бұл кезеңдегі өзгерістер негізінен физикалық қасиеттерге өзгереді, ал химиялық құрылым негізінен өзгеріссіз қалады.
Температура 150-200 ° C-қа дейін көтерілсе, HPMC алдын-ала химиялық деградация реакцияларынан басталады. Ол негізінен гидроксиппил және метокси функционалды топтарын алып тастауға, нәтижесінде молекулалық салмақ пен құрылымдық өзгерістердің азаюына әкеледі. Бұл кезеңде HPMC метанол және пропиональдегид сияқты аз мөлшерде құбылмалы молекулалардың аз мөлшерін шығаруы мүмкін.
2. Орташа температура сатысы (200-300 ° C): Негізгі тізбекті деградация және ұсақ молекула өндіру
Температура одан әрі 200-300 ° C-қа дейін көтерілген кезде, HPMC ыдырау жылдамдығы айтарлықтай жеделдетіледі. Негізгі деградация тетіктеріне мыналар кіреді:
Бұғықтаманың негізгі тізбегі: HPMC-тің негізгі тізбегі глюкоза сақиналарымен байланысты, ал ондағы эфирлік байланыстар біртіндеп жоғары температурада пайда болады, бұл полимерлер тізбегінің ыдырауы мүмкін.
Дегидратация реакциясы: HPMC қант сақинасының құрылымы жоғары температурада дегидратация реакциясынан өтуі мүмкін, бұл жер құбылмалы аралық қалыптасады, ол құбылмалы аралық қалыптастырудан өтеді.
Кішкентай молекула төселімдерін шығару: Осы кезеңде HPMC CO, CO₂, H₂O, H₂O және кішкентай молекула, мысалы, формальдегид, ацетальдегид және акрольин сияқты органикалық заттарды шығарады.
Бұл өзгерістер HPMC-дің молекулалық салмағының едәуір төмендеуіне әкелуі мүмкін, тұтқырлық едәуір төмендейді, ал материал сарыға айнала бастайды және тіпті кокинг шығарады.
3. Жоғары температура сатысы (300-500 ° C): карбонизация және кокинг
Температура 300 ° C-тан жоғары болған кезде, HPMC деградация кезеңіне енеді. Қазіргі уақытта негізгі тізбекті одан әрі бұзу және ұсақ молекула қосылыстарының барарлануы материалдық құрылымның толық жойылуына әкеледі және ақырында көміртекті қалдықтар (кокс) пайда болады. Келесі реакциялар негізінен осы кезеңде болады:
Тотығу деградациясы: жоғары температурада, HPMC кофе мен CO құруға тотығу реакциясынан өтеді, сонымен бірге көміртекті қалдықтар пайда болады.
Кокс реакциясы: полимерлі құрылымның бөлігі, көміртегі қара немесе кокс қалдықтары сияқты толық емес жану өнімдеріне айналады.
Ұшу өнімдері: этилен, пропилен және метан сияқты көмірсутектерді шығаруды жалғастырыңыз.
Эфирде қызған кезде, HPMC одан әрі күйіп кетуі мүмкін, ал оттегі болмаған кезде қыздыру негізінен көміртекті қалдықтарды қалыптастырады.
HPMC жылу деградациясына әсер ететін факторлар
HPMC жылу деградациясына көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде:
Химиялық құрылымы: HPMC гидроксипіл және метоксиялық топтарды алмастыру дәрежесі оның жылу тұрақтылығына әсер етеді. Жалпы алғанда, жоғары гидроксипропилдігімен HPMC жылу тұрақтылығы жақсы.
Қоршаған орта атмосфера: HPMC тотығу деградациясына бейім, ал инертті газ ортасында (азотты), оның жылу деградация деңгейі баяу жүреді.
Жылыту жылдамдығы: Жылдам қыздыру тезірек ыдырауға әкеледі, ал баяу қыздыру HPMC-ге гпмкта біртіндеп көгерімдеуге және газ тәрізді емес өнімдер өндірісін азайтуға көмектеседі.
Ылғалдылық Мазмұны: HPMC құрамында белгілі бір судың мөлшері бар. Жылу процесінде ылғалдың булануы оның әйнекті температурасы мен тозу процесінде әсер етеді.
Практикалық қолдану HPMC жылу деградациясының әсері
HPMC жылу деградация сипаттамалары оның қолданылу саласында үлкен мәнге ие. Мысалы:
Құрылыс индустриясы: HPMC цемент ерітіндісінде және гипс өнімдерінде қолданылады, ал жоғары температуралы құрылыс кезінде оның тұрақтылығы жоғалудан аулақ болу керек.
Фармацевтикалық өнеркәсіп: HPMC дәрі-дәрмекпен басқарылатын шығарылған агент, ал препараттың тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін жоғары температуралы өндіріс кезінде ыдырау керек.
Тамақ өнеркәсібі: HPMC - бұл азық-түлік қоспасы, және оның жылу деградация сипаттамалары оның жоғары температуралы пісіру мен өңдеудегі қолданылуын анықтайды.
Жылу деградация процесіПерпусСудың булануы мен төмен температуралы кезеңдегі алдын-ала деградацияға, негізгі тізбекті төсенішке және шағын молекулалық жерлерде, орта температурада, көміртектену және жоғары температурада кокинг. Оның жылу тұрақтылығына химиялық құрылым, қоршаған орталық, атмосфера, жылыту деңгейі және ылғалдылық сияқты факторлар әсер етеді. HPMC жылу деградация механизмін түсіну оның қолданылуын оңтайландыру және материалдық тұрақтылықты жақсарту үшін үлкен құндылық болып табылады.
POST TIME: MAR-28-2025