ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് (HPMC)നിർമ്മാണം, വൈദ്യശാസ്ത്രം, ഭക്ഷണം, രാസ വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന പോളിമർ സംയുക്തമാണിത്. നല്ല കട്ടിയാക്കൽ, എമൽസിഫിക്കേഷൻ, സ്റ്റെബിലൈസേഷൻ, ഫിലിം-ഫോമിംഗ് ഗുണങ്ങളുള്ള പ്രകൃതിദത്ത സെല്ലുലോസിന്റെ രാസമാറ്റം വഴി ലഭിക്കുന്ന ഒരു നോൺ-അയോണിക് സെല്ലുലോസ് ഈതറാണിത്. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന താപനില സാഹചര്യങ്ങളിൽ, HPMC താപ ഡീഗ്രഡേഷന് വിധേയമാകും, ഇത് പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ അതിന്റെ സ്ഥിരതയിലും പ്രകടനത്തിലും ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.
HPMC യുടെ താപ ഡീഗ്രഡേഷൻ പ്രക്രിയ
HPMC യുടെ താപ ഡീഗ്രഡേഷനിൽ പ്രധാനമായും ഭൗതിക മാറ്റങ്ങളും രാസ മാറ്റങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു. ഭൗതിക മാറ്റങ്ങൾ പ്രധാനമായും ജല ബാഷ്പീകരണം, ഗ്ലാസ് സംക്രമണം, വിസ്കോസിറ്റി കുറയ്ക്കൽ എന്നിവയായി പ്രകടമാണ്, അതേസമയം രാസ മാറ്റങ്ങളിൽ തന്മാത്രാ ഘടനയുടെ നാശം, ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പ് പിളർപ്പ്, അന്തിമ കാർബണൈസേഷൻ പ്രക്രിയ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
1. താഴ്ന്ന താപനില ഘട്ടം (100–200°C): ജല ബാഷ്പീകരണവും പ്രാരംഭ വിഘടനവും
താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ (ഏകദേശം 100°C), HPMC പ്രധാനമായും ജല ബാഷ്പീകരണത്തിനും ഗ്ലാസ് പരിവർത്തനത്തിനും വിധേയമാകുന്നു. HPMC-യിൽ ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ബന്ധിത ജലം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ, ചൂടാക്കുമ്പോൾ ഈ വെള്ളം ക്രമേണ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും, അങ്ങനെ അതിന്റെ റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് HPMC-യുടെ വിസ്കോസിറ്റിയും കുറയും. ഈ ഘട്ടത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ പ്രധാനമായും ഭൗതിക ഗുണങ്ങളിലെ മാറ്റങ്ങളാണ്, അതേസമയം രാസഘടന അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.
താപനില 150-200°C വരെ ഉയരുമ്പോൾ, HPMC പ്രാഥമിക രാസ വിഘടന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഇത് പ്രധാനമായും ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ, മെത്തോക്സി ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ പ്രകടമാകുന്നു, ഇത് തന്മാത്രാ ഭാരം കുറയുന്നതിനും ഘടനാപരമായ മാറ്റങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, HPMC മെഥനോൾ, പ്രൊപ്പിയോണാൽഡിഹൈഡ് പോലുള്ള ചെറിയ ബാഷ്പശീല തന്മാത്രകൾ ചെറിയ അളവിൽ ഉത്പാദിപ്പിച്ചേക്കാം.
2. ഇടത്തരം താപനില ഘട്ടം (200-300°C): പ്രധാന ശൃംഖലയുടെ അപചയവും ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ ഉത്പാദനവും
താപനില 200-300°C ആയി വീണ്ടും വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, HPMC യുടെ വിഘടന നിരക്ക് ഗണ്യമായി ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. പ്രധാന ഡീഗ്രഡേഷൻ സംവിധാനങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
ഈഥർ ബോണ്ട് പൊട്ടൽ: HPMC യുടെ പ്രധാന ശൃംഖല ഗ്ലൂക്കോസ് റിംഗ് യൂണിറ്റുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിലെ ഈഥർ ബോണ്ടുകൾ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ക്രമേണ പൊട്ടുകയും പോളിമർ ശൃംഖല വിഘടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
നിർജ്ജലീകരണ പ്രതിപ്രവർത്തനം: HPMC യുടെ പഞ്ചസാര വളയ ഘടന ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു നിർജ്ജലീകരണ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമായി ഒരു അസ്ഥിരമായ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് രൂപപ്പെടുകയും, അത് പിന്നീട് ബാഷ്പശീലമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി വിഘടിക്കുകയും ചെയ്തേക്കാം.
ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ ബാഷ്പീകരണ വസ്തുക്കളുടെ പ്രകാശനം: ഈ ഘട്ടത്തിൽ, HPMC CO, CO₂, H₂O, ഫോർമാൽഡിഹൈഡ്, അസറ്റാൽഡിഹൈഡ്, അക്രോലിൻ തുടങ്ങിയ ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ ജൈവവസ്തുക്കൾ എന്നിവ പുറത്തുവിടുന്നു.
ഈ മാറ്റങ്ങൾ HPMC യുടെ തന്മാത്രാ ഭാരം ഗണ്യമായി കുറയാൻ കാരണമാകും, വിസ്കോസിറ്റി ഗണ്യമായി കുറയും, കൂടാതെ മെറ്റീരിയൽ മഞ്ഞനിറമാകാൻ തുടങ്ങുകയും കോക്കിംഗ് പോലും ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.
3. ഉയർന്ന താപനില ഘട്ടം (300–500°C): കാർബണൈസേഷനും കോക്കിംഗും
താപനില 300°C നു മുകളിൽ ഉയരുമ്പോൾ, HPMC ഒരു അക്രമാസക്തമായ ഡീഗ്രഡേഷൻ ഘട്ടത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത്, പ്രധാന ശൃംഖലയുടെ കൂടുതൽ തകർച്ചയും ചെറിയ തന്മാത്ര സംയുക്തങ്ങളുടെ ബാഷ്പീകരണവും മെറ്റീരിയൽ ഘടനയുടെ പൂർണ്ണമായ നാശത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഒടുവിൽ കാർബണേഷ്യസ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ (കോക്ക്) രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു:
ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഡീഗ്രഡേഷൻ: ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, HPMC ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമായി CO₂, CO2 എന്നിവ ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും അതേ സമയം കാർബണേഷ്യസ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
കോക്കിംഗ് പ്രതിപ്രവർത്തനം: പോളിമർ ഘടനയുടെ ഒരു ഭാഗം കാർബൺ ബ്ലാക്ക് അല്ലെങ്കിൽ കോക്ക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ പോലുള്ള അപൂർണ്ണമായ ജ്വലന ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു.
ബാഷ്പശീലമുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ: എഥിലീൻ, പ്രൊപിലീൻ, മീഥേൻ തുടങ്ങിയ ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നത് തുടരുക.
വായുവിൽ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, HPMC കൂടുതൽ കത്താൻ സാധ്യതയുണ്ട്, അതേസമയം ഓക്സിജന്റെ അഭാവത്തിൽ ചൂടാക്കുമ്പോൾ പ്രധാനമായും കാർബണൈസ്ഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു.
HPMC യുടെ താപ നശീകരണത്തെ ബാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ
HPMC യുടെ താപ വിഘടനത്തെ നിരവധി ഘടകങ്ങൾ ബാധിക്കുന്നു, അവയിൽ ചിലത് ഇവയാണ്:
രാസഘടന: HPMC-യിലെ ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ, മെത്തോക്സി ഗ്രൂപ്പുകളുടെ പകരക്കാരന്റെ അളവ് അതിന്റെ താപ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുന്നു. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ഉയർന്ന ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ ഉള്ളടക്കമുള്ള HPMC-ക്ക് മികച്ച താപ സ്ഥിരതയുണ്ട്.
ആംബിയന്റ് അന്തരീക്ഷം: വായുവിൽ, HPMC ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഡീഗ്രേഡേഷന് സാധ്യതയുള്ളതാണ്, അതേസമയം ഒരു നിഷ്ക്രിയ വാതക പരിതസ്ഥിതിയിൽ (നൈട്രജൻ പോലുള്ളവ), അതിന്റെ താപ ഡീഗ്രേഡേഷൻ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലാണ്.
ചൂടാക്കൽ നിരക്ക്: ദ്രുത ചൂടാക്കൽ വേഗത്തിലുള്ള വിഘടനത്തിലേക്ക് നയിക്കും, അതേസമയം മന്ദഗതിയിലുള്ള ചൂടാക്കൽ HPMC-യെ ക്രമേണ കാർബണൈസ് ചെയ്യാനും വാതക ബാഷ്പശീല ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം കുറയ്ക്കാനും സഹായിച്ചേക്കാം.
ഈർപ്പത്തിന്റെ അളവ്: HPMC-യിൽ ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ബന്ധിത വെള്ളം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, ഈർപ്പത്തിന്റെ ബാഷ്പീകരണം അതിന്റെ ഗ്ലാസ് സംക്രമണ താപനിലയെയും ഡീഗ്രഡേഷൻ പ്രക്രിയയെയും ബാധിക്കും.
HPMC യുടെ താപ ഡീഗ്രഡേഷന്റെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗ ആഘാതം
HPMC യുടെ താപ ഡീഗ്രഡേഷൻ സവിശേഷതകൾ അതിന്റെ പ്രയോഗ മേഖലയിൽ വലിയ പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്:
നിർമ്മാണ വ്യവസായം: സിമന്റ് മോർട്ടാർ, ജിപ്സം ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ HPMC ഉപയോഗിക്കുന്നു, ബോണ്ടിംഗ് പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന ഡീഗ്രേഡേഷൻ ഒഴിവാക്കാൻ ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള നിർമ്മാണ സമയത്ത് അതിന്റെ സ്ഥിരത പരിഗണിക്കണം.
ഔഷധ വ്യവസായം: HPMC ഒരു മരുന്ന് നിയന്ത്രിത റിലീസ് ഏജന്റാണ്, മരുന്നിന്റെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കാൻ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഉൽ‌പാദന സമയത്ത് വിഘടനം ഒഴിവാക്കണം.
ഭക്ഷ്യ വ്യവസായം: HPMC ഒരു ഭക്ഷ്യ അഡിറ്റീവാണ്, ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ബേക്കിംഗിലും സംസ്കരണത്തിലും അതിന്റെ പ്രയോഗക്ഷമത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതിന്റെ താപ ഡീഗ്രഡേഷൻ സ്വഭാവസവിശേഷതകളാണ്.
താപ വിഘടന പ്രക്രിയഎച്ച്പിഎംസിതാഴ്ന്ന താപനില ഘട്ടത്തിൽ ജല ബാഷ്പീകരണം, പ്രാഥമിക ഡീഗ്രഡേഷൻ, ഇടത്തരം താപനില ഘട്ടത്തിൽ പ്രധാന ശൃംഖല പിളർപ്പ്, ചെറിയ തന്മാത്ര ബാഷ്പീകരണം, ഉയർന്ന താപനില ഘട്ടത്തിൽ കാർബണൈസേഷൻ, കോക്കിംഗ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. രാസഘടന, ആംബിയന്റ് അന്തരീക്ഷം, ചൂടാക്കൽ നിരക്ക്, ഈർപ്പം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ ഇതിന്റെ താപ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുന്നു. HPMC യുടെ താപ ഡീഗ്രഡേഷൻ സംവിധാനം മനസ്സിലാക്കുന്നത് അതിന്റെ പ്രയോഗം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും മെറ്റീരിയൽ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും വളരെ മൂല്യവത്താണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: മാർച്ച്-28-2025