Hidroxipropil metilceluloză (HPMC) este un material polimeric solubil în apă utilizat pe scară largă în medicină, alimentație, construcții și alte domenii. Are stabilitate termică bună, dar se poate degrada la temperaturi ridicate. Temperatura de degradare a HPMC este afectată în principal de structura sa moleculară, condițiile de mediu (cum ar fi umiditatea, valoarea pH-ului) și timpul de încălzire.
Temperatura de degradare a HPMC
Degradarea termică a HPMC începe de obicei să apară peste 200℃, iar descompunerea evidentă va avea loc între 250℃-300℃. Mai exact:
Sub 100℃: HPMC arată în principal evaporarea apei și modificări ale proprietăților fizice și nu are loc nicio degradare.
100℃-200℃: HPMC poate provoca oxidare parțială din cauza creșterii temperaturii locale, dar este stabil în general.
200℃-250℃: HPMC prezintă treptat degradare termică, care se manifestă în principal ca fractură structurală și eliberare de volatile moleculare mici.
250℃-300℃: HPMC suferă o descompunere evidentă, culoarea devine mai închisă, molecule mici precum apa, metanolul, acidul acetic sunt eliberate și are loc carbonizarea.
Peste 300℃: HPMC se degradează rapid și se carbonizează, iar unele substanțe anorganice rămân în cele din urmă.
Factorii care afectează degradarea HPMC
Greutatea moleculară și gradul de substituție
Când greutatea moleculară a HPMC este mare, rezistența sa la căldură este de obicei mare.
Gradul de substituție al grupărilor metoxi și hidroxipropoxi va afecta stabilitatea termică a acestuia. HPMC cu un grad mai mare de substituție este mai ușor degradat la temperaturi ridicate.
Factorii de mediu
Umiditate: HPMC are o higroscopicitate puternică, iar umiditatea poate accelera degradarea sa la temperaturi ridicate.
Valoarea pH-ului: HPMC este mai susceptibil la hidroliză și degradare în condiții acide sau alcaline puternice.
Timp de încălzire
Incalzire pana la 250℃pentru o perioadă scurtă de timp nu se poate descompune complet, menținerea temperaturii ridicate pentru o perioadă lungă de timp va accelera procesul de degradare.
Produse de degradare ale HPMC
HPMC este derivat în principal din celuloză, iar produsele sale de degradare sunt similare cu celuloza. În timpul procesului de încălzire, pot fi eliberate următoarele:
Vaporii de apă (din grupări hidroxil)
Metanol, etanol (din grupări metoxi și hidroxipropoxi)
Acid acetic (din produși de descompunere)
Oxizi de carbon (CO, CO₂, produs prin arderea materiei organice)
O cantitate mică de reziduuri de cocs
Rezistența la căldură de aplicare a HPMC
Deși HPMC se va degrada treptat peste 200℃, de obicei nu este expus la temperaturi atât de ridicate în aplicațiile reale. De exemplu:
Industria farmaceutică: HPMC este utilizat în principal pentru acoperirea tabletelor și agenți cu eliberare susținută, de obicei operați la 60℃-80℃, care este mult mai scăzută decât temperatura sa de degradare.
Industria alimentară: HPMC poate fi folosit ca agent de îngroșare sau emulgator, iar temperatura de utilizare convențională nu este de obicei mai mare de 100℃.
Industria construcțiilor: HPMC este utilizat ca agent de îngroșare a cimentului și a mortarului, iar temperatura de construcție, în general, nu depășește 80℃, și nu va avea loc nicio degradare.
HPMC începe să se degradeze termic peste 200℃, se descompune semnificativ între 250℃-300℃, și se carbonizează rapid peste 300℃. În aplicațiile practice, expunerea pe termen lung la mediul cu temperaturi ridicate ar trebui evitată pentru a-și menține performanța stabilă.
Ora postării: Apr-03-2025