Hidroksipropil metilceluloza (HPMC) je vodotopen polimerni material, ki se pogosto uporablja v medicini, prehrani, gradbeništvu in na drugih področjih. Ima dobro toplotno stabilnost, vendar se lahko še vedno razgradi pri visoki temperaturi. Na temperaturo razgradnje HPMC vplivajo predvsem njegova molekularna struktura, okoljski pogoji (kot so vlažnost, pH vrednost) in čas segrevanja.
Temperatura razgradnje HPMC
Termična razgradnja HPMC se običajno začne pojavljati nad 200℃, do očitne razgradnje pa bo prišlo med 250℃-300℃. Natančneje:
Pod 100℃: HPMC kaže predvsem izhlapevanje vode in spremembe fizikalnih lastnosti, ne pride do razgradnje.
100℃-200℃: HPMC lahko povzroči delno oksidacijo zaradi lokalnega povišanja temperature, vendar je na splošno stabilen.
200℃-250℃: HPMC postopoma kaže toplotno razgradnjo, ki se kaže predvsem kot strukturni zlom in sproščanje majhnih molekulskih hlapnih snovi.
250℃-300℃: HPMC se očitno razgradi, barva postane temnejša, sprostijo se majhne molekule, kot so voda, metanol, ocetna kislina, in pride do karbonizacije.
Nad 300℃: HPMC se hitro razgradi in karbonizira, nekaj anorganskih snovi pa ostane na koncu.
Dejavniki, ki vplivajo na razgradnjo HPMC
Molekulska masa in stopnja substitucije
Ko je molekulska masa HPMC velika, je njegova toplotna odpornost običajno visoka.
Stopnja substitucije metoksi in hidroksipropoksi skupin bo vplivala na njegovo toplotno stabilnost. HPMC z višjo stopnjo substitucije se pri visokih temperaturah lažje razgradi.
Okoljski dejavniki
Vlažnost: HPMC ima močno higroskopičnost in vlaga lahko pospeši njegovo razgradnjo pri visokih temperaturah.
Vrednost pH: HPMC je bolj dovzeten za hidrolizo in razgradnjo v močnih kislinskih ali alkalnih pogojih.
Čas ogrevanja
Ogrevanje na 250℃za kratek čas se morda ne bodo popolnoma razgradili, medtem ko bo dolgotrajno vzdrževanje visoke temperature pospešilo proces razgradnje.
Produkti razgradnje HPMC
HPMC je v glavnem pridobljen iz celuloze, njeni produkti razgradnje pa so podobni celulozi. Med postopkom segrevanja se lahko sprosti naslednje:
Vodna para (iz hidroksilnih skupin)
Metanol, etanol (iz metoksi in hidroksipropoksi skupin)
Ocetna kislina (iz produktov razgradnje)
Ogljikovi oksidi (CO, CO₂, ki nastane pri zgorevanju organskih snovi)
Majhna količina ostankov koksa
Toplotna odpornost HPMC
Čeprav se bo HPMC postopoma razgradil nad 200℃, v dejanskih aplikacijah običajno ni izpostavljen tako visokim temperaturam. Na primer:
Farmacevtska industrija: HPMC se uporablja predvsem za oblaganje tablet in sredstva za podaljšano sproščanje, običajno deluje pri 60℃-80℃, ki je veliko nižja od njegove temperature razgradnje.
Živilska industrija: HPMC se lahko uporablja kot zgoščevalec ali emulgator, običajna temperatura uporabe pa običajno ni višja od 100 °C.℃.
Gradbena industrija: HPMC se uporablja kot zgoščevalec cementa in malte, temperatura gradnje pa običajno ne presega 80℃in ne bo prišlo do poslabšanja.
HPMC začne termično razpadati nad 200℃, znatno razpade med 250℃-300℃, in hitro karbonizira nad 300℃. V praktičnih aplikacijah se je treba izogibati dolgotrajni izpostavljenosti okolju z visoko temperaturo, da ohranimo njegovo stabilno delovanje.
Čas objave: Apr-03-2025