Hidroksipropilmetilceluloze (HPMC) ir ūdenī šķīstošs polimēru materiāls, ko plaši izmanto medicīnā, pārtikā, celtniecībā un citās jomās. Tam ir laba termiskā stabilitāte, taču tas joprojām var noārdīties augstā temperatūrā. HPMC noārdīšanās temperatūru galvenokārt ietekmē tā molekulārā struktūra, vides apstākļi (piemēram, mitrums, pH vērtība) un sildīšanas laiks.
HPMC noārdīšanās temperatūra
HPMC termiskā degradācija parasti sāk parādīties virs 200℃, un acīmredzama sadalīšanās notiks starp 250℃-300℃. Konkrēti:
Zem 100℃: HPMC galvenokārt parāda ūdens iztvaikošanu un fizikālo īpašību izmaiņas, un noārdīšanās nenotiek.
100℃-200℃: HPMC var izraisīt daļēju oksidāciju lokālas temperatūras paaugstināšanās dēļ, taču kopumā tas ir stabils.
200℃-250℃: HPMC pakāpeniski uzrāda termisko degradāciju, kas galvenokārt izpaužas kā struktūras lūzums un mazo molekulāro gaistošo vielu izdalīšanās.
250℃-300℃: HPMC notiek acīmredzama sadalīšanās, krāsa kļūst tumšāka, izdalās mazas molekulas, piemēram, ūdens, metanols, etiķskābe, un notiek karbonizācija.
Virs 300℃: HPMC ātri sadalās un karbonizējas, un beigās paliek dažas neorganiskas vielas.
Faktori, kas ietekmē HPMC degradāciju
Molekulmasa un aizvietošanas pakāpe
Ja HPMC molekulmasa ir liela, tā karstumizturība parasti ir augsta.
Metoksi- un hidroksipropoksigrupu aizstāšanas pakāpe ietekmēs tā termisko stabilitāti. HPMC ar augstāku aizstāšanas pakāpi ir vieglāk noārdāms augstās temperatūrās.
Vides faktori
Mitrums: HPMC ir spēcīga higroskopiskums, un mitrums var paātrināt tā noārdīšanos augstā temperatūrā.
pH vērtība: HPMC ir vairāk jutīgs pret hidrolīzi un sadalīšanos stipras skābes vai sārma apstākļos.
Apkures laiks
Apkure līdz 250℃īsu laiku var pilnībā nesadalīties, bet ilgstoša augsta temperatūras uzturēšana paātrinās noārdīšanās procesu.
HPMC noārdīšanās produkti
HPMC galvenokārt iegūst no celulozes, un tā sadalīšanās produkti ir līdzīgi celulozei. Sildīšanas procesā var izdalīties:
Ūdens tvaiki (no hidroksilgrupām)
Metanols, etanols (no metoksi un hidroksipropoksi grupām)
Etiķskābe (no sadalīšanās produktiem)
Oglekļa oksīdi (CO, CO₂, ko iegūst, sadegot organiskajām vielām)
Neliels daudzums koksa atlikumu
HPMC pielietojuma karstumizturība
Lai gan HPMC pakāpeniski degradēsies virs 200℃, tas parasti netiek pakļauts tik augstām temperatūrām faktiskajos lietojumos. Piemēram:
Farmācijas rūpniecība: HPMC galvenokārt izmanto tablešu pārklājumam un ilgstošas darbības līdzekļiem, parasti darbojas ar 60℃-80℃, kas ir daudz zemāka par tā noārdīšanās temperatūru.
Pārtikas rūpniecība: HPMC var izmantot kā biezinātāju vai emulgatoru, un parastā lietošanas temperatūra parasti nav augstāka par 100℃.
Būvniecības nozare: HPMC izmanto kā cementa un javas biezinātāju, un būvniecības temperatūra parasti nepārsniedz 80℃, un nenotiks degradācija.
HPMC sāk termiski noārdīties virs 200℃, ievērojami sadalās starp 250℃-300℃, un ātri karbonizējas virs 300℃. Praktiskā pielietojumā ir jāizvairās no ilgstošas iedarbības augstas temperatūras vidē, lai saglabātu tā stabilu darbību.
Publicēšanas laiks: 03.03.2025