Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)yn gyfansoddyn polymer sy'n hydoddi mewn dŵr a ddefnyddir yn eang mewn diwydiannau adeiladu, meddygaeth, bwyd a chemegol. Mae'n ether seliwlos nad yw'n ïonig a geir trwy addasu cellwlos naturiol yn gemegol, gydag eiddo tewychu, emwlsio, sefydlogi a ffurfio ffilm da. Fodd bynnag, o dan amodau tymheredd uchel, bydd HPMC yn cael ei ddiraddio'n thermol, sy'n cael effaith bwysig ar ei sefydlogrwydd a'i berfformiad mewn cymwysiadau ymarferol.
Proses diraddio thermol HPMC
Mae diraddiad thermol HPMC yn bennaf yn cynnwys newidiadau ffisegol a newidiadau cemegol. Mae newidiadau ffisegol yn cael eu hamlygu'n bennaf fel anweddiad dŵr, trawsnewid gwydr a lleihau gludedd, tra bod newidiadau cemegol yn cynnwys dinistrio strwythur moleciwlaidd, holltiad grŵp swyddogaethol a'r broses garboneiddio derfynol.
1. Cam tymheredd isel (100-200 ° C): anweddiad dŵr a dadelfennu cychwynnol
O dan amodau tymheredd isel (tua 100 ° C), mae HPMC yn bennaf yn cael anweddiad dŵr a thrawsnewid gwydr. Gan fod HPMC yn cynnwys rhywfaint o ddŵr rhwymedig, bydd y dŵr hwn yn anweddu'n raddol wrth wresogi, gan effeithio ar ei briodweddau rheolegol. Yn ogystal, bydd gludedd HPMC hefyd yn gostwng gyda'r cynnydd mewn tymheredd. Mae'r newidiadau yn y cam hwn yn bennaf yn newidiadau mewn priodweddau ffisegol, tra bod y strwythur cemegol yn aros heb ei newid yn y bôn.
Pan fydd y tymheredd yn parhau i godi i 150-200 ° C, mae HPMC yn dechrau cael adweithiau diraddio cemegol rhagarweiniol. Fe'i hamlygir yn bennaf wrth ddileu grwpiau swyddogaethol hydroxypropyl a methoxy, gan arwain at ostyngiad mewn pwysau moleciwlaidd a newidiadau strwythurol. Ar yr adeg hon, gall HPMC gynhyrchu ychydig bach o foleciwlau anweddol bach, megis methanol a propionaldehyde.
2. Cam tymheredd canolig (200-300 ° C): diraddio prif gadwyn a chynhyrchu moleciwl bach
Pan gynyddir y tymheredd ymhellach i 200-300 ° C, mae cyfradd dadelfennu HPMC yn cael ei gyflymu'n sylweddol. Mae'r prif fecanweithiau diraddio yn cynnwys:
Torri bond ether: Mae prif gadwyn HPMC wedi'i gysylltu gan unedau cylch glwcos, ac mae'r bondiau ether ynddo yn torri'n raddol o dan dymheredd uchel, gan achosi i'r gadwyn bolymer ddadelfennu.
Adwaith dadhydradu: Gall strwythur cylch siwgr HPMC gael adwaith dadhydradu ar dymheredd uchel i ffurfio canolradd ansefydlog, sy'n cael ei ddadelfennu ymhellach yn gynhyrchion anweddol.
Rhyddhau anweddolion moleciwl bach: Yn ystod y cam hwn, mae HPMC yn rhyddhau CO, CO₂, H₂O a mater organig moleciwl bach, fel fformaldehyd, asetaldehyd ac acrolein.
Bydd y newidiadau hyn yn achosi i bwysau moleciwlaidd HPMC ostwng yn sylweddol, y gludedd i ostwng yn sylweddol, a bydd y deunydd yn dechrau troi'n felyn a hyd yn oed gynhyrchu golosg.
3. Cam tymheredd uchel (300-500 ° C): carbonization a golosg
Pan fydd y tymheredd yn codi uwchlaw 300 ° C, mae HPMC yn mynd i mewn i gam diraddio treisgar. Ar yr adeg hon, mae toriad pellach y brif gadwyn ac anweddoli cyfansoddion moleciwl bach yn arwain at ddinistrio'r strwythur deunydd yn llwyr, ac yn olaf yn ffurfio gweddillion carbonaidd (golosg). Mae'r adweithiau canlynol yn digwydd yn bennaf yn y cam hwn:
Diraddio ocsideiddiol: Ar dymheredd uchel, mae HPMC yn cael adwaith ocsideiddio i gynhyrchu CO₂ a CO, ac ar yr un pryd yn ffurfio gweddillion carbonaidd.
Adwaith golosg: Mae rhan o'r strwythur polymer yn cael ei drawsnewid yn gynhyrchion hylosgi anghyflawn, megis carbon du neu weddillion golosg.
Cynhyrchion anweddol: Parhau i ryddhau hydrocarbonau fel ethylene, propylen, a methan.
Pan gaiff ei gynhesu mewn aer, gall HPMC losgi ymhellach, tra bod gwresogi yn absenoldeb ocsigen yn bennaf yn ffurfio gweddillion carbonedig.
Ffactorau sy'n effeithio ar ddiraddiad thermol HPMC
Mae llawer o ffactorau yn effeithio ar ddiraddiad thermol HPMC, gan gynnwys:
Strwythur cemegol: Mae gradd amnewid grwpiau hydroxypropyl a methoxy yn HPMC yn effeithio ar ei sefydlogrwydd thermol. Yn gyffredinol, mae gan HPMC â chynnwys hydroxypropyl uwch sefydlogrwydd thermol gwell.
Awyrgylch amgylchynol: Mewn aer, mae HPMC yn dueddol o ddiraddio ocsideiddiol, tra mewn amgylchedd nwy anadweithiol (fel nitrogen), mae ei gyfradd diraddio thermol yn arafach.
Cyfradd gwresogi: Bydd gwresogi cyflym yn arwain at ddadelfennu cyflymach, tra gall gwresogi araf helpu HPMC i garboneiddio'n raddol a lleihau cynhyrchiant cynhyrchion anweddol nwyol.
Cynnwys lleithder: Mae HPMC yn cynnwys rhywfaint o ddŵr rhwymedig. Yn ystod y broses wresogi, bydd anweddiad lleithder yn effeithio ar ei dymheredd trawsnewid gwydr a'i broses ddiraddio.
Effaith cymhwysiad ymarferol diraddio thermol HPMC
Mae nodweddion diraddio thermol HPMC yn arwyddocaol iawn yn ei faes cymhwyso. Er enghraifft:
Diwydiant adeiladu: Defnyddir HPMC mewn morter sment a chynhyrchion gypswm, a rhaid ystyried ei sefydlogrwydd yn ystod adeiladu tymheredd uchel er mwyn osgoi diraddio sy'n effeithio ar y perfformiad bondio.
Diwydiant fferyllol: Mae HPMC yn asiant rhyddhau a reolir gan gyffuriau, a rhaid osgoi dadelfennu yn ystod cynhyrchu tymheredd uchel i sicrhau sefydlogrwydd y cyffur.
Diwydiant bwyd: Mae HPMC yn ychwanegyn bwyd, ac mae ei nodweddion diraddio thermol yn pennu ei gymhwysedd mewn pobi a phrosesu tymheredd uchel.
Mae'r broses diraddio thermol oHPMCgellir ei rannu'n anweddiad dŵr a diraddiad rhagarweiniol yn y cyfnod tymheredd isel, holltiad y brif gadwyn ac anweddoli moleciwlau bach yn y cyfnod tymheredd canolig, a charboneiddio a golosg yn y cyfnod tymheredd uchel. Mae ei sefydlogrwydd thermol yn cael ei effeithio gan ffactorau megis strwythur cemegol, awyrgylch amgylchynol, cyfradd gwresogi a chynnwys lleithder. Mae deall mecanwaith diraddio thermol HPMC o werth mawr i wneud y gorau o'i gymhwyso a gwella sefydlogrwydd deunydd.
Amser post: Maw-28-2025