Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC)курулушта, медицинада, тамак-аш жана химия өнөр жайларында кеңири колдонулган сууда эрүүчү полимердик кошулма. Бул табигый целлюлозаны химиялык модификациялоодон алынган иондук эмес целлюлоза эфири, жакшы коюу, эмульсиялоо, турукташтыруу жана пленка түзүүчү касиеттерге ээ. Бирок, жогорку температура шарттарында, HPMC практикалык колдонмолордо анын туруктуулугуна жана аткарууга маанилүү таасирин тийгизет, жылуулук бузулушуна дуушар болот.
HPMCдин термикалык бузулуу процесси
HPMC жылуулук бузулушу негизинен физикалык өзгөрүүлөрдү жана химиялык өзгөрүүлөрдү камтыйт. Физикалык өзгөрүүлөр негизинен суунун бууланышы, айнек өтүшү жана илешкектүүлүктүн төмөндөшү катары көрүнөт, ал эми химиялык өзгөрүүлөр молекулалык түзүлүштүн бузулушун, функционалдык топтун бөлүнүшүн жана акыркы карбонизация процессин камтыйт.
1. Төмөн температура стадиясы (100–200°С): суунун буулануусу жана алгачкы ажыроосу
төмөн температура шарттарында (болжол менен 100 ° C), HPMC негизинен суунун буулануу жана айнек өтүү дуушар болот. HPMC байланган суунун белгилүү бир өлчөмүн камтыгандыктан, бул суу ысытуу учурунда акырындык менен бууланып, анын реологиялык касиеттерине таасирин тийгизет. Мындан тышкары, HPMC илешкектүүлүгү да температуранын жогорулашы менен төмөндөйт. Бул этапта өзгөрүүлөр химиялык түзүлүшү негизинен өзгөрүүсүз бойдон калууда, ал эми физикалык касиеттери, негизинен, өзгөрүүлөр болуп саналат.
Температура 150-200°Сге чейин көтөрүлө бергенде, HPMC алдын ала химиялык бузулуу реакцияларына өтө баштайт. Ал негизинен гидроксипропил жана метокси функционалдуу топторду жок кылууда көрүнүп, молекулярдык салмактын төмөндөшүнө жана структуралык өзгөрүүлөргө алып келет. Бул этапта, HPMC метанол жана пропионалдегид сыяктуу кичинекей учуучу молекулалардын бир аз көлөмүн чыгарышы мүмкүн.
2. Орто температура стадиясы (200-300°C): негизги чынжырдын бузулушу жана чакан молекулалардын пайда болушу
Температураны андан ары 200-300°Сге чейин көтөргөндө, HPMCтин ажыроо ылдамдыгы бир топ ылдамдайт. Деградациянын негизги механизмдерине төмөнкүлөр кирет:
Эфирдик байланыштын үзүлүшү: HPMCдин негизги чынжырчасы глюкоза шакекчелери менен туташты жана андагы эфир байланыштары акырындык менен жогорку температурада үзүлүп, полимер чынжырынын бузулушуна алып келет.
Дегидратация реакциясы: HPMCдин кант шакекчеси түзүлүшү туруксуз аралыкты пайда кылуу үчүн жогорку температурада суусуздануу реакциясына дуушар болушу мүмкүн, ал андан ары учуучу азыктарга ажырайт.
Чакан молекула учуучу заттарды чыгаруу: Бул этапта HPMC CO, CO₂, H₂O жана формальдегид, ацетальдегид жана акролеин сыяктуу майда молекулалык органикалык заттарды бөлүп чыгарат.
Бул өзгөртүүлөр HPMC молекулярдык салмагы олуттуу төмөндөшүнө алып келет, илешкектүүлүгү бир кыйла төмөндөйт, жана материал саргайып, ал тургай, кокс өндүрө баштайт.
3. Жогорку температура стадиясы (300–500°С): карбонизация жана кокстоо
Температура 300°Cден жогору көтөрүлгөндө, HPMC катуу бузулуу баскычына өтөт. Бул учурда негизги чынжырдын андан ары үзүлүшү жана майда молекулалуу бирикмелердин учуп кетиши материалдык түзүлүштүн толук бузулушуна алып келип, акырында көмүртектүү калдыктарды (кокс) пайда кылат. Бул этапта негизинен төмөнкү реакциялар пайда болот:
Кычкылдануу деградациясы: Жогорку температурада HPMC кычкылдануу реакциясына кирип, CO₂ жана CO2 пайда кылат жана ошол эле учурда көмүртектүү калдыктарды пайда кылат.
Кокстоо реакциясы: Полимердик структуранын бир бөлүгү көмүртектин кара же кокс калдыктары сыяктуу толук эмес күйүү продуктуларына айланат.
Учуучу продуктылар: этилен, пропилен жана метан сыяктуу углеводороддорду чыгарууну улантыңыз.
абада ысытылганда, HPMC андан ары күйүп кетиши мүмкүн, ал эми кычкылтек жок жылытуу негизинен көмүртектелген калдыктарды түзөт.
HPMCдин термикалык деградациясына таасир этүүчү факторлор
HPMCдин жылуулук бузулушуна көптөгөн факторлор таасир этет, анын ичинде:
Химиялык түзүлүшү: HPMCдеги гидроксипропил жана метокси топторунун алмаштыруу даражасы анын жылуулук туруктуулугуна таасир этет. Жалпысынан алганда, жогорку гидроксипропил мазмуну менен HPMC жакшы жылуулук туруктуулугуна ээ.
Айланадагы атмосфера: абада HPMC кычкылдануу бузулууга жакын, ал эми инерттүү газ чөйрөсүндө (мисалы, азот), анын термикалык бузулуу ылдамдыгы жайыраак болот.
Жылытуу ылдамдыгы: Тез жылытуу тезирээк ажыроого алып келет, ал эми жай жылытуу HPMCге акырындык менен көмүрдөшүүгө жана газ түрүндөгү учуучу азыктарды өндүрүүнү азайтууга жардам берет.
Нымдуулук: HPMC байланган суунун белгилүү бир өлчөмүн камтыйт. Жылытуу процессинде нымдуулуктун бууланышы анын айнек өтүү температурасына жана бузулуу процессине таасир этет.
HPMCдин термикалык деградациясынын практикалык колдонуу таасири
HPMC жылуулук бузулуу мүнөздөмөлөрү анын колдонуу тармагында зор мааниге ээ. Мисалы:
Курулуш өнөр жайы: HPMC цемент эритмесинде жана гипстен жасалган буюмдарда колдонулат жана жогорку температурада курулуш учурунда анын туруктуулугу байланыштын иштешине таасир этүүчү деградацияны болтурбоо үчүн каралышы керек.
Дары-дармек өнөр жайы: HPMC дары-дармек менен башкарылуучу релиз агенти жана дарынын туруктуулугун камсыз кылуу үчүн жогорку температурада өндүрүш учурунда ажыроодон сактануу керек.
Тамак-аш өнөр жайы: HPMC тамак-аш кошумчасы болуп саналат жана анын термикалык бузулуу мүнөздөмөлөрү анын жогорку температурада бышыруу жана кайра иштетүүдө колдонулушун аныктайт.
Термикалык деградация процессиHPMCтөмөнкү температура стадиясында суунун буулануусу жана алдын ала бузулушу, орто температура стадиясында негизги чынжырдын бөлүнүшү жана майда молекулалардын учуп кетүүсү жана жогорку температура стадиясында карбонизация жана кокстоо болуп бөлүнөт. Анын жылуулук туруктуулугуна химиялык түзүлүш, айлана-чөйрөнүн атмосферасы, жылытуу ылдамдыгы жана нымдуулук сыяктуу факторлор таасир этет. HPMCнин жылуулук бузулуу механизмин түшүнүү аны колдонууну оптималдаштыруу жана материалдык туруктуулукту жакшыртуу үчүн чоң мааниге ээ.
Посттун убактысы: Мар-28-2025