हाइड्रोक्सिप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (HPMC)निर्माण, औषधि, खाद्य र रासायनिक उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने पानीमा घुलनशील पोलिमर यौगिक हो। यो प्राकृतिक सेल्युलोजको रासायनिक परिमार्जनद्वारा प्राप्त गरिएको गैर-आयनिक सेल्युलोज ईथर हो, जसमा राम्रो मोटोपन, पायसीकरण, स्थिरीकरण र फिल्म-निर्माण गुणहरू छन्। यद्यपि, उच्च तापक्रम अवस्थाहरूमा, HPMC ले थर्मल डिग्रेडेसनबाट गुज्रनेछ, जसले व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा यसको स्थिरता र प्रदर्शनमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसन प्रक्रिया
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसनमा मुख्यतया भौतिक परिवर्तनहरू र रासायनिक परिवर्तनहरू समावेश छन्। भौतिक परिवर्तनहरू मुख्यतया पानीको वाष्पीकरण, गिलास संक्रमण र चिपचिपापन घटाउने रूपमा प्रकट हुन्छन्, जबकि रासायनिक परिवर्तनहरूमा आणविक संरचनाको विनाश, कार्यात्मक समूह क्लीभेज र अन्तिम कार्बनाइजेशन प्रक्रिया समावेश हुन्छ।
१. कम तापक्रमको अवस्था (१००-२०० डिग्री सेल्सियस): पानीको वाष्पीकरण र प्रारम्भिक विघटन
कम तापक्रमको अवस्था (लगभग १०० डिग्री सेल्सियस) अन्तर्गत, HPMC ले मुख्यतया पानीको वाष्पीकरण र गिलास संक्रमणबाट गुज्रन्छ। HPMC मा निश्चित मात्रामा बाँधिएको पानी हुने भएकोले, यो पानी तताउने क्रममा बिस्तारै वाष्पीकरण हुनेछ, जसले गर्दा यसको rheological गुणहरूलाई असर गर्छ। थप रूपमा, तापक्रम बढ्दै जाँदा HPMC को चिपचिपापन पनि घट्नेछ। यस चरणमा हुने परिवर्तनहरू मुख्यतया भौतिक गुणहरूमा परिवर्तनहरू हुन्, जबकि रासायनिक संरचना मूल रूपमा अपरिवर्तित रहन्छ।
जब तापक्रम १५०-२०० डिग्री सेल्सियससम्म बढ्दै जान्छ, HPMC ले प्रारम्भिक रासायनिक क्षय प्रतिक्रियाहरूबाट गुज्रन थाल्छ। यो मुख्यतया हाइड्रोक्साइप्रोपाइल र मेथोक्सी कार्यात्मक समूहहरू हटाउने क्रममा प्रकट हुन्छ, जसले गर्दा आणविक भारमा कमी आउँछ र संरचनात्मक परिवर्तनहरू हुन्छन्। यस चरणमा, HPMC ले मेथानोल र प्रोपियोनाल्डिहाइड जस्ता साना वाष्पशील अणुहरूको सानो मात्रा उत्पादन गर्न सक्छ।
२. मध्यम तापक्रम चरण (२००-३०० डिग्री सेल्सियस): मुख्य शृङ्खलाको क्षय र सानो अणु उत्पादन
जब तापक्रम २००-३०० डिग्री सेल्सियसमा थप बढाइन्छ, HPMC को विघटन दर उल्लेखनीय रूपमा तीव्र हुन्छ। मुख्य विघटन संयन्त्रहरूमा समावेश छन्:
ईथर बन्ड ब्रेकेज: HPMC को मुख्य चेन ग्लुकोज रिंग एकाइहरूद्वारा जोडिएको हुन्छ, र यसमा रहेका ईथर बन्डहरू उच्च तापक्रममा बिस्तारै टुट्छन्, जसले गर्दा पोलिमर चेन विघटन हुन्छ।
निर्जलीकरण प्रतिक्रिया: HPMC को चिनी रिंग संरचनाले उच्च तापक्रममा निर्जलीकरण प्रतिक्रियाबाट गुज्रन सक्छ जसले गर्दा अस्थिर मध्यवर्ती पदार्थ बन्न सक्छ, जुन थप वाष्पशील उत्पादनहरूमा विघटित हुन्छ।
साना अणु वाष्पशील पदार्थहरूको उत्सर्जन: यस चरणमा, HPMC ले CO, CO₂, H₂O र साना अणु जैविक पदार्थहरू, जस्तै फॉर्मल्डिहाइड, एसिटाल्डिहाइड र एक्रोलिन निस्कासन गर्दछ।
यी परिवर्तनहरूले HPMC को आणविक भारमा उल्लेखनीय कमी ल्याउनेछ, चिपचिपापनमा उल्लेखनीय कमी आउनेछ, र सामग्री पहेंलो हुन थाल्नेछ र कोकिङ पनि उत्पादन गर्नेछ।
३. उच्च तापक्रम चरण (३००–५००°C): कार्बनाइजेशन र कोकिङ
जब तापक्रम ३०० डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि बढ्छ, HPMC एक हिंस्रक क्षय चरणमा प्रवेश गर्छ। यस समयमा, मुख्य शृङ्खलाको थप विच्छेदन र साना अणु यौगिकहरूको वाष्पीकरणले भौतिक संरचनाको पूर्ण विनाश निम्त्याउँछ, र अन्ततः कार्बनसियस अवशेषहरू (कोक) बनाउँछ। यस चरणमा मुख्यतया निम्न प्रतिक्रियाहरू हुन्छन्:
अक्सिडेटिभ डिग्रेडेसन: उच्च तापक्रममा, HPMC ले CO₂ र CO उत्पन्न गर्न अक्सिडेशन प्रतिक्रियाबाट गुज्रन्छ, र एकै समयमा कार्बोनेसियस अवशेषहरू बनाउँछ।
कोकिङ प्रतिक्रिया: पोलिमर संरचनाको केही भाग कार्बन ब्ल्याक वा कोक अवशेषहरू जस्ता अपूर्ण दहन उत्पादनहरूमा परिणत हुन्छ।
वाष्पशील उत्पादनहरू: इथिलीन, प्रोपाइलिन र मिथेन जस्ता हाइड्रोकार्बनहरू निस्कन जारी राख्नुहोस्।
हावामा तताउँदा, HPMC थप जल्न सक्छ, जबकि अक्सिजनको अभावमा तताउँदा मुख्यतया कार्बनाइज्ड अवशेषहरू बन्छन्।
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसनलाई असर गर्ने कारकहरू
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसन धेरै कारकहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ, जसमा समावेश छन्:
रासायनिक संरचना: HPMC मा हाइड्रोक्साइप्रोपाइल र मेथोक्सी समूहहरूको प्रतिस्थापनको डिग्रीले यसको थर्मल स्थिरतालाई असर गर्छ। सामान्यतया, उच्च हाइड्रोक्साइप्रोपाइल सामग्री भएको HPMC मा राम्रो थर्मल स्थिरता हुन्छ।
परिवेश वातावरण: हावामा, HPMC अक्सिडेटिभ डिग्रेडेसनको जोखिममा हुन्छ, जबकि निष्क्रिय ग्यास वातावरण (जस्तै नाइट्रोजन) मा, यसको थर्मल डिग्रेडेसन दर ढिलो हुन्छ।
ताप दर: द्रुत तापले छिटो विघटन निम्त्याउँछ, जबकि ढिलो तापले HPMC लाई बिस्तारै कार्बनाइज गर्न र ग्यासयुक्त वाष्पशील उत्पादनहरूको उत्पादन घटाउन मद्दत गर्न सक्छ।
आर्द्रताको मात्रा: HPMC मा निश्चित मात्रामा बाँधिएको पानी हुन्छ। तताउने प्रक्रियाको क्रममा, आर्द्रताको वाष्पीकरणले यसको गिलास संक्रमण तापमान र क्षय प्रक्रियालाई असर गर्नेछ।
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसनको व्यावहारिक प्रयोग प्रभाव
HPMC को थर्मल डिग्रेडेसन विशेषताहरू यसको प्रयोग क्षेत्रमा धेरै महत्त्वपूर्ण छन्। उदाहरणका लागि:
निर्माण उद्योग: HPMC सिमेन्ट मोर्टार र जिप्सम उत्पादनहरूमा प्रयोग गरिन्छ, र बन्धन कार्यसम्पादनलाई असर गर्ने गिरावटबाट बच्न उच्च-तापमान निर्माणको समयमा यसको स्थिरतालाई विचार गर्नुपर्छ।
औषधि उद्योग: HPMC एक औषधि नियन्त्रित रिलीज एजेन्ट हो, र औषधिको स्थिरता सुनिश्चित गर्न उच्च-तापमान उत्पादनको समयमा विघटनबाट बच्नुपर्छ।
खाद्य उद्योग: HPMC एक खाद्य योजक हो, र यसको थर्मल डिग्रेडेसन विशेषताहरूले उच्च-तापमान बेकिंग र प्रशोधनमा यसको प्रयोज्यता निर्धारण गर्दछ।
थर्मल डिग्रेडेसन प्रक्रियाएचपीएमसीकम-तापमान चरणमा पानीको वाष्पीकरण र प्रारम्भिक क्षयीकरण, मध्यम-तापमान चरणमा मुख्य श्रृंखला क्लीभेज र सानो अणु वाष्पीकरण, र उच्च-तापमान चरणमा कार्बनाइजेशन र कोकिङमा विभाजन गर्न सकिन्छ। यसको थर्मल स्थिरता रासायनिक संरचना, परिवेशको वातावरण, ताप दर र आर्द्रता सामग्री जस्ता कारकहरूद्वारा प्रभावित हुन्छ। HPMC को थर्मल क्षयीकरण संयन्त्र बुझ्नु यसको प्रयोगलाई अनुकूलन गर्न र सामग्री स्थिरता सुधार गर्न धेरै महत्त्वपूर्ण छ।
पोस्ट समय: मार्च-२८-२०२५