हायड्रोक्सीप्रॉपिल मेथिलसेल्युलोज (एचपीएमसी)बांधकाम, औषध, अन्न आणि रासायनिक उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या वॉटर-विद्रव्य पॉलिमर कंपाऊंड आहे. हे एक नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहे जे नैसर्गिक सेल्युलोजच्या रासायनिक सुधारणेद्वारे प्राप्त होते, चांगले जाड होणे, इमल्सीफिकेशन, स्थिरीकरण आणि चित्रपट-निर्मिती गुणधर्म. तथापि, उच्च तापमानाच्या परिस्थितीत, एचपीएमसीमध्ये थर्मल डीग्रेडेशन होईल, ज्याचा व्यावहारिक अनुप्रयोगांमधील स्थिरता आणि कार्यक्षमतेवर महत्त्वपूर्ण परिणाम होईल.
एचपीएमसीची थर्मल डीग्रेडेशन प्रक्रिया
एचपीएमसीच्या थर्मल डीग्रेडेशनमध्ये प्रामुख्याने शारीरिक बदल आणि रासायनिक बदल समाविष्ट असतात. शारीरिक बदल प्रामुख्याने पाण्याचे बाष्पीभवन, काचेचे संक्रमण आणि व्हिस्कोसिटी कमी म्हणून प्रकट केले जातात, तर रासायनिक बदलांमध्ये आण्विक रचना, कार्यात्मक गट क्लीवेज आणि अंतिम कार्बनायझेशन प्रक्रियेचा नाश होतो.
1. कमी तापमानाचा टप्पा (100-200 डिग्री सेल्सियस): पाणी बाष्पीभवन आणि प्रारंभिक विघटन
कमी तापमानाच्या परिस्थितीत (सुमारे 100 डिग्री सेल्सियस), एचपीएमसीमध्ये प्रामुख्याने पाण्याचे बाष्पीभवन आणि काचेचे संक्रमण होते. एचपीएमसीमध्ये विशिष्ट प्रमाणात बाउंड पाण्याचे प्रमाण असल्याने, हे पाणी हीटिंग दरम्यान हळूहळू वाष्पीभवन होईल, ज्यामुळे त्याच्या रिओलॉजिकल गुणधर्मांवर परिणाम होईल. याव्यतिरिक्त, तापमानाच्या वाढीसह एचपीएमसीची चिकटपणा देखील कमी होईल. या टप्प्यातील बदल प्रामुख्याने भौतिक गुणधर्मांमध्ये बदलतात, तर रासायनिक रचना मुळात बदललेली राहते.
जेव्हा तापमान 150-200 डिग्री सेल्सियस पर्यंत वाढत जाते, तेव्हा एचपीएमसीने प्राथमिक रासायनिक अधोगती प्रतिक्रिया सुरू केली. हे प्रामुख्याने हायड्रोक्सीप्रॉपिल आणि मेथॉक्सी फंक्शनल ग्रुप्स काढून टाकण्यात प्रकट होते, परिणामी आण्विक वजन आणि स्ट्रक्चरल बदल कमी होते. या टप्प्यावर, एचपीएमसी मेथॅनॉल आणि प्रोपिओनाल्डिहाइड सारख्या लहान अस्थिर रेणू कमी प्रमाणात तयार करू शकते.
2. मध्यम तापमान स्टेज (200-300 डिग्री सेल्सियस): मुख्य साखळी अधोगती आणि लहान रेणू पिढी
जेव्हा तापमान पुढे 200-300 डिग्री सेल्सियस पर्यंत वाढविले जाते, तेव्हा एचपीएमसीचा विघटन दर लक्षणीय वेगवान होतो. मुख्य अधोगती यंत्रणेत हे समाविष्ट आहे:
इथर बॉन्ड ब्रेकेज: एचपीएमसीची मुख्य साखळी ग्लूकोज रिंग युनिट्सद्वारे जोडली गेली आहे आणि त्यातील इथर बॉन्ड्स हळूहळू उच्च तापमानात मोडतात, ज्यामुळे पॉलिमर साखळी विघटित होते.
डिहायड्रेशन प्रतिक्रिया: एचपीएमसीच्या साखर रिंग स्ट्रक्चरमध्ये उच्च तापमानात डिहायड्रेशन प्रतिक्रिया येऊ शकते ज्यामुळे अस्थिर उत्पादनांमध्ये विघटित होते.
लहान रेणू अस्थिरतेचे प्रकाशनः या टप्प्यात, एचपीएमसीने फॉर्मल्डिहाइड, एसीटाल्डेहाइड आणि अ‍ॅक्रोलिन सारख्या सीओ, को, एचओओ आणि लहान रेणू सेंद्रिय पदार्थ सोडले.
या बदलांमुळे एचपीएमसीचे आण्विक वजन लक्षणीय प्रमाणात घसरेल, चिकटपणा लक्षणीय प्रमाणात घसरेल आणि सामग्री पिवळ्या रंगाची आणि कोकिंग देखील तयार होईल.
3. उच्च तापमान स्टेज (300-500 डिग्री सेल्सियस): कार्बनायझेशन आणि कोकिंग
जेव्हा तापमान 300 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त वाढते तेव्हा एचपीएमसी हिंसक अधोगती अवस्थेत प्रवेश करते. यावेळी, मुख्य साखळीचा पुढील ब्रेक आणि लहान रेणू संयुगेंच्या अस्थिरतेमुळे भौतिक संरचनेचा संपूर्ण नाश होतो आणि शेवटी कार्बोनेसियस अवशेष (कोक) तयार होतात. खालील प्रतिक्रिया प्रामुख्याने या टप्प्यात उद्भवतात:
ऑक्सिडेटिव्ह डीग्रेडेशन: उच्च तापमानात, एचपीएमसीमध्ये को -आणि सीओ तयार करण्यासाठी ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया होते आणि त्याच वेळी कार्बोनेसियस अवशेष तयार होतात.
कोकिंग रिएक्शन: पॉलिमर संरचनेचा एक भाग कार्बन ब्लॅक किंवा कोक अवशेष सारख्या अपूर्ण दहन उत्पादनांमध्ये रूपांतरित झाला आहे.
अस्थिर उत्पादने: इथिलीन, प्रोपिलीन आणि मिथेन सारख्या हायड्रोकार्बन सोडणे सुरू ठेवा.
हवेमध्ये गरम झाल्यावर, एचपीएमसी आणखी जळत असू शकते, ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत गरम करताना मुख्यत: कार्बोनाइज्ड अवशेष बनतात.
एचपीएमसीच्या थर्मल डीग्रेडेशनवर परिणाम करणारे घटक
एचपीएमसीच्या थर्मल डीग्रेडेशनवर बर्‍याच घटकांमुळे परिणाम होतो, यासह:
रासायनिक रचना: एचपीएमसीमधील हायड्रोक्सीप्रॉपिल आणि मेथॉक्सी गटांच्या प्रतिस्थापनाची डिग्री त्याच्या थर्मल स्थिरतेवर परिणाम करते. सर्वसाधारणपणे सांगायचे तर, उच्च हायड्रोक्सीप्रॉपिल सामग्रीसह एचपीएमसीमध्ये थर्मल स्थिरता चांगली असते.
सभोवतालचे वातावरण: हवेमध्ये, एचपीएमसी ऑक्सिडेटिव्ह र्‍हास होण्याची शक्यता असते, तर जड वायू वातावरणात (जसे नायट्रोजन), त्याचे औष्णिक र्‍हास दर कमी होतो.
हीटिंग रेट: रॅपिड हीटिंगमुळे वेगवान विघटन होईल, तर हळू गरम केल्याने एचपीएमसीला हळूहळू कार्बोनाइझ करण्यात आणि वायू अस्थिर उत्पादनांचे उत्पादन कमी करण्यास मदत होते.
आर्द्रता सामग्री: एचपीएमसीमध्ये विशिष्ट प्रमाणात बाउंड वॉटर असते. हीटिंग प्रक्रियेदरम्यान, आर्द्रतेचे बाष्पीभवन त्याच्या काचेच्या संक्रमण तापमान आणि अधोगती प्रक्रियेवर परिणाम करेल.
एचपीएमसीच्या थर्मल डीग्रेडेशनचा व्यावहारिक अनुप्रयोग प्रभाव
एचपीएमसीची थर्मल डीग्रेडेशन वैशिष्ट्ये त्याच्या अनुप्रयोग क्षेत्रात खूप महत्त्व आहेत. उदाहरणार्थ:
बांधकाम उद्योग: एचपीएमसीचा वापर सिमेंट मोर्टार आणि जिप्सम उत्पादनांमध्ये केला जातो आणि उच्च-तापमान बांधकामादरम्यान त्याची स्थिरता बाँडिंगच्या कामगिरीवर परिणाम होण्यापासून रोखण्यासाठी विचारात घेणे आवश्यक आहे.
फार्मास्युटिकल इंडस्ट्रीः एचपीएमसी एक औषध नियंत्रित रिलीझ एजंट आहे आणि औषधाची स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी उच्च-तापमान उत्पादनादरम्यान विघटन टाळले जाणे आवश्यक आहे.
अन्न उद्योग: एचपीएमसी एक अन्न itive डिटिव्ह आहे आणि त्याची औष्णिक र्‍हास वैशिष्ट्ये उच्च-तापमान बेकिंग आणि प्रक्रियेमध्ये त्याची लागूता निर्धारित करतात.
थर्मल डीग्रेडेशन प्रक्रियाएचपीएमसीकमी-तापमानाच्या अवस्थेत पाण्याचे बाष्पीभवन आणि प्राथमिक अधोगतीमध्ये विभागले जाऊ शकते, मध्यम-तापमानाच्या अवस्थेत मुख्य साखळी क्लेवेज आणि लहान रेणू अस्थिरता आणि उच्च-तापमानाच्या अवस्थेत कार्बनायझेशन आणि कोकिंग. रासायनिक रचना, सभोवतालचे वातावरण, हीटिंग रेट आणि आर्द्रता सामग्री यासारख्या घटकांमुळे त्याची थर्मल स्थिरता प्रभावित होते. एचपीएमसीची थर्मल डीग्रेडेशन यंत्रणा समजून घेणे त्याच्या अनुप्रयोगास अनुकूलित करण्यासाठी आणि भौतिक स्थिरता सुधारण्यासाठी उत्कृष्ट मूल्य आहे.
पोस्ट वेळ: मार्च -28-2025