Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC) je vo vode rozpustný polymérny materiál široko používaný v medicíne, potravinárstve, stavebníctve a iných oblastiach. Má dobrú tepelnú stabilitu, ale stále môže degradovať pri vysokej teplote. Teplota degradácie HPMC je ovplyvnená najmä jej molekulárnou štruktúrou, podmienkami prostredia (ako je vlhkosť, hodnota pH) a dobou zahrievania.
Teplota rozkladu HPMC
Tepelná degradácia HPMC sa zvyčajne začína objavovať nad 200℃a zjavný rozklad nastane medzi 250℃-300℃. Konkrétne:
Pod 100℃: HPMC vykazuje hlavne odparovanie vody a zmeny fyzikálnych vlastností a nedochádza k žiadnej degradácii.
100℃-200℃: HPMC môže spôsobiť čiastočnú oxidáciu v dôsledku lokálneho zvýšenia teploty, ale je celkovo stabilná.
200℃-250℃: HPMC postupne vykazuje tepelnú degradáciu, ktorá sa prejavuje najmä štrukturálnym lomom a uvoľňovaním malých molekulárnych prchavých látok.
250℃-300℃: HPMC podlieha zjavnému rozkladu, farba stmavne, uvoľňujú sa malé molekuly ako voda, metanol, kyselina octová a dochádza ku karbonizácii.
Nad 300℃: HPMC sa rýchlo degraduje a karbonizuje a niektoré anorganické látky nakoniec zostávajú.
Faktory ovplyvňujúce degradáciu HPMC
Molekulová hmotnosť a stupeň substitúcie
Keď je molekulová hmotnosť HPMC veľká, jej tepelná odolnosť je zvyčajne vysoká.
Stupeň substitúcie metoxy a hydroxypropoxy skupín ovplyvní jeho tepelnú stabilitu. HPMC s vyšším stupňom substitúcie sa ľahšie odbúrava pri vysokých teplotách.
Environmentálne faktory
Vlhkosť: HPMC má silnú hygroskopickosť a vlhkosť môže urýchliť jej degradáciu pri vysokých teplotách.
Hodnota pH: HPMC je citlivejšia na hydrolýzu a degradáciu v silne kyslých alebo zásaditých podmienkach.
Doba ohrevu
Zahrievanie na 250℃na krátky čas sa nemusí úplne rozložiť, pri dlhodobom udržiavaní vysokej teploty sa proces degradácie urýchli.
Produkty degradácie HPMC
HPMC sa získava hlavne z celulózy a jej degradačné produkty sú podobné celulóze. Počas procesu zahrievania sa môžu uvoľniť:
Vodná para (z hydroxylových skupín)
Metanol, etanol (z metoxy a hydroxypropoxy skupín)
Kyselina octová (z produktov rozkladu)
Oxidy uhlíka (CO, CO₂vznikajúce spaľovaním organických látok)
Malé množstvo zvyškov koksu
Aplikačná tepelná odolnosť HPMC
Aj keď HPMC bude postupne degradovať nad 200℃v skutočných aplikáciách zvyčajne nie je vystavený takým vysokým teplotám. Napríklad:
Farmaceutický priemysel: HPMC sa používa hlavne na poťahovanie tabliet a činidlá s predĺženým uvoľňovaním, ktoré sa zvyčajne prevádzkujú pri 60℃-80℃, ktorá je oveľa nižšia ako jej degradačná teplota.
Potravinársky priemysel: HPMC sa môže použiť ako zahusťovadlo alebo emulgátor a teplota konvenčného použitia zvyčajne nie je vyššia ako 100℃.
Stavebný priemysel: HPMC sa používa ako zahusťovadlo cementu a malty a stavebná teplota vo všeobecnosti nepresahuje 80℃a nedôjde k žiadnej degradácii.
HPMC začne tepelne degradovať nad 200℃, výrazne sa rozkladá medzi 250℃-300℃a nad 300 rýchlo karbonizuje℃. V praktických aplikáciách by sa malo zabrániť dlhodobému vystaveniu prostrediu s vysokou teplotou, aby sa zachoval stabilný výkon.
Čas odoslania: Apr-03-2025