Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)ni kiwanja cha polima ambacho huyeyushwa na maji hutumika sana katika viwanda vya ujenzi, dawa, chakula na kemikali. Ni etha ya selulosi isiyo ya ionic iliyopatikana kwa urekebishaji wa kemikali ya selulosi ya asili, na unene mzuri, emulsification, uimarishaji na sifa za kutengeneza filamu. Hata hivyo, chini ya hali ya juu ya joto, HPMC itapitia uharibifu wa joto, ambayo ina athari muhimu juu ya utulivu na utendaji wake katika matumizi ya vitendo.
Mchakato wa uharibifu wa joto wa HPMC
Uharibifu wa joto wa HPMC hasa hujumuisha mabadiliko ya kimwili na mabadiliko ya kemikali. Mabadiliko ya kimwili yanaonyeshwa hasa kama uvukizi wa maji, mpito wa kioo na kupunguza mnato, wakati mabadiliko ya kemikali yanahusisha uharibifu wa muundo wa molekuli, uvunjaji wa kikundi cha kazi na mchakato wa mwisho wa ukaa.
1. Hatua ya joto la chini (100-200 ° C): uvukizi wa maji na mtengano wa awali
Chini ya hali ya joto la chini (karibu 100°C), HPMC hupitia uvukizi wa maji na mpito wa glasi. Kwa kuwa HPMC ina kiasi fulani cha maji yaliyofungwa, maji haya yatapungua hatua kwa hatua wakati wa joto, na hivyo kuathiri mali yake ya rheological. Kwa kuongeza, mnato wa HPMC pia utapungua kwa ongezeko la joto. Mabadiliko katika hatua hii ni hasa mabadiliko katika mali ya kimwili, wakati muundo wa kemikali unabakia bila kubadilika.
Wakati joto linaendelea kupanda hadi 150-200 ° C, HPMC huanza kupata athari za awali za uharibifu wa kemikali. Inaonyeshwa hasa katika kuondolewa kwa vikundi vya kazi vya hydroxypropyl na methoxy, na kusababisha kupungua kwa uzito wa Masi na mabadiliko ya kimuundo. Katika hatua hii, HPMC inaweza kutoa kiasi kidogo cha molekuli ndogo tete, kama vile methanoli na propionaldehyde.
2. Hatua ya joto la kati (200-300 ° C): uharibifu mkuu wa mnyororo na uzalishaji mdogo wa molekuli
Wakati joto linapoongezeka zaidi hadi 200-300 ° C, kiwango cha mtengano wa HPMC kinaharakishwa kwa kiasi kikubwa. Njia kuu za uharibifu ni pamoja na:
Kuvunjika kwa dhamana ya Etha: Mlolongo mkuu wa HPMC umeunganishwa na vitengo vya pete ya glukosi, na vifungo vya etha ndani yake huvunjika polepole chini ya joto la juu, na kusababisha mnyororo wa polima kuharibika.
Mwitikio wa upungufu wa maji mwilini: Muundo wa pete ya sukari wa HPMC unaweza kuathiriwa na upungufu wa maji mwilini kwenye joto la juu na kuunda kati isiyo thabiti, ambayo hutengana zaidi kuwa bidhaa tete.
Kutolewa kwa tetemeko ndogo za molekuli: Katika hatua hii, HPMC hutoa CO, CO₂, H₂O na vitu vya kikaboni vya molekuli ndogo, kama vile formaldehyde, asetaldehyde na acroleini.
Mabadiliko haya yatasababisha uzito wa Masi ya HPMC kushuka kwa kiasi kikubwa, mnato wa kushuka kwa kiasi kikubwa, na nyenzo zitaanza kugeuka njano na hata kuzalisha coking.
3. Hatua ya joto la juu (300-500 ° C): carbonization na coking
Wakati joto linapoongezeka zaidi ya 300 ° C, HPMC inaingia katika hatua ya uharibifu wa vurugu. Kwa wakati huu, kuvunjika zaidi kwa mlolongo kuu na tete ya misombo ya molekuli ndogo husababisha uharibifu kamili wa muundo wa nyenzo, na hatimaye kuunda mabaki ya kaboni (coke). Athari zifuatazo hutokea hasa katika hatua hii:
Uharibifu wa oksidi: Katika halijoto ya juu, HPMC hupitia mmenyuko wa oxidation ili kuzalisha CO₂ na CO, na wakati huo huo kuunda mabaki ya kaboni.
Mwitikio wa kuoka: Sehemu ya muundo wa polima hubadilishwa kuwa bidhaa za mwako zisizo kamili, kama vile mabaki ya kaboni nyeusi au coke.
Bidhaa tete: Endelea kutoa hidrokaboni kama vile ethilini, propylene na methane.
Inapokanzwa hewani, HPMC inaweza kuwaka zaidi, wakati inapokanzwa kwa kukosekana kwa oksijeni hutengeneza mabaki ya kaboni.
Mambo yanayoathiri uharibifu wa joto wa HPMC
Uharibifu wa joto wa HPMC huathiriwa na mambo mengi, ikiwa ni pamoja na:
Muundo wa kemikali: Kiwango cha ubadilishaji wa haidroksipropili na vikundi vya methoksi katika HPMC huathiri uthabiti wake wa joto. Kwa ujumla, HPMC iliyo na maudhui ya juu ya hydroxypropyl ina uthabiti bora wa joto.
Mazingira tulivu: Katika hewa, HPMC inakabiliwa na uharibifu wa vioksidishaji, wakati katika mazingira ya gesi ajizi (kama vile nitrojeni), kasi yake ya uharibifu wa joto ni polepole.
Kiwango cha kuongeza joto: Kuongeza joto kwa haraka kutasababisha mtengano wa haraka, ilhali inapokanzwa polepole inaweza kusaidia HPMC kupunguza kaboni na kupunguza uzalishaji wa bidhaa tete za gesi.
Maudhui ya unyevu: HPMC ina kiasi fulani cha maji yaliyofungwa. Wakati wa mchakato wa kupokanzwa, uvukizi wa unyevu utaathiri joto la mpito wa kioo na mchakato wa uharibifu.
Athari ya matumizi ya vitendo ya uharibifu wa joto wa HPMC
Sifa za uharibifu wa joto za HPMC ni za umuhimu mkubwa katika uwanja wake wa matumizi. Kwa mfano:
Sekta ya ujenzi: HPMC hutumiwa katika chokaa cha saruji na bidhaa za jasi, na utulivu wake wakati wa ujenzi wa joto la juu lazima uzingatiwe ili kuepuka uharibifu unaoathiri utendaji wa kuunganisha.
Sekta ya dawa: HPMC ni wakala wa kutolewa unaodhibitiwa na dawa, na mtengano lazima uepukwe wakati wa uzalishaji wa halijoto ya juu ili kuhakikisha uthabiti wa dawa.
Sekta ya chakula: HPMC ni nyongeza ya chakula, na sifa zake za uharibifu wa joto huamua kutumika kwake katika kuoka na usindikaji wa joto la juu.
Mchakato wa uharibifu wa jotoHPMCinaweza kugawanywa katika uvukizi wa maji na uharibifu wa awali katika hatua ya chini ya joto, cleavage kuu ya mnyororo na tete ya molekuli ndogo katika hatua ya joto la kati, na carbonization na coking katika hatua ya juu-joto. Utulivu wake wa joto huathiriwa na mambo kama vile muundo wa kemikali, angahewa, kiwango cha joto na unyevu. Kuelewa utaratibu wa uharibifu wa joto wa HPMC ni wa thamani kubwa ili kuboresha matumizi yake na kuboresha uthabiti wa nyenzo.
Muda wa posta: Mar-28-2025