Гидроксипропил метилцеллюлоза (HPMC)як пайвастагии полимерии дар об ҳалшаванда мебошад, ки дар сохтмон, тиб, саноати хӯрокворӣ ва кимиё васеъ истифода мешавад. Ин як эфири селлюлозаи ғайриионикӣ мебошад, ки тавассути тағир додани кимиёвии селлюлозаи табиӣ ба даст омадааст, дорои хосиятҳои хуби ғафсшавӣ, эмульсия, мӯътадилсозӣ ва плёнка мебошад. Аммо, дар шароити ҳарорати баланд, HPMC таназзули гармиро аз сар мегузаронад, ки ба устуворӣ ва иҷрои он дар барномаҳои амалӣ таъсири муҳим мерасонад.
Раванди таназзули гармии HPMC
Таназзули гармии HPMC асосан тағироти физикӣ ва кимиёвиро дар бар мегирад. Тағироти физикӣ асосан ҳамчун бухоршавии об, гузариши шиша ва камшавии часпакӣ зоҳир мешавад, дар ҳоле ки тағйироти химиявӣ вайроншавии сохтори молекулавӣ, тақсимоти функсионалии гурӯҳҳо ва раванди карбонизатсияи ниҳоиро дар бар мегирад.
1. Марҳилаи ҳарорати паст (100–200°С): бухоршавии об ва таҷзияи ибтидоӣ
Дар шароити ҳарорати паст (тақрибан 100 ° C), HPMC асосан бухоршавии об ва гузариши шишаро аз сар мегузаронад. Азбаски HPMC миқдори муайяни оби басташударо дар бар мегирад, ин об ҳангоми гармкунӣ тадриҷан бухор мешавад ва ба ин васила ба хосиятҳои реологии он таъсир мерасонад. Илова бар ин, часпакии HPMC низ бо баланд шудани ҳарорат коҳиш меёбад. Тағирот дар ин марҳила асосан тағирот дар хосиятҳои физикӣ мебошанд, дар ҳоле ки сохтори химиявӣ асосан бетағйир мемонад.
Вақте ки ҳарорат то 150-200 ° C боло меравад, HPMC ба реаксияҳои пешакии таназзули кимиёвӣ шурӯъ мекунад. Он асосан дар хориҷ кардани гурӯҳҳои функсионалии гидроксипропил ва метокси зоҳир мешавад, ки боиси коҳиши вазни молекулавӣ ва тағироти сохторӣ мегардад. Дар ин марҳила, HPMC метавонад миқдори ками молекулаҳои хурди идоранашаванда, ба монанди метанол ва пропионалдегид тавлид кунад.
2. Марҳилаи ҳарорати миёна (200-300 ° C): таназзули занҷири асосӣ ва тавлиди молекулаҳои хурд
Вақте ки ҳарорат минбаъд то 200-300 ° C зиёд карда мешавад, суръати таҷзияи HPMC ба таври назаррас суръат мегирад. Механизмҳои асосии таназзул инҳоянд:
Шикастани пайванди эфирӣ: Занҷири асосии HPMC бо воҳидҳои ҳалқаи глюкоза пайваст карда мешавад ва пайвандҳои эфирӣ дар он тадриҷан дар ҳарорати баланд канда мешаванд ва боиси таҷзия шудани занҷири полимер мегардад.
Реаксияи дегидратация: Сохтори ҳалқаи қанди HPMC метавонад дар ҳарорати баланд ба реаксияи дегидратация гузарад, то мобайнии ноустуворро ташкил кунад, ки минбаъд ба маҳсулоти идоранашаванда таҷзия мешавад.
Хориҷ кардани моддаҳои молекулавии хурд: Дар ин марҳила, HPMC CO, CO₂, H₂O ва моддаҳои органикии молекулаҳои хурд, ба монанди формальдегид, ацетальдегид ва акролеинро хориҷ мекунад.
Ин тағирот боиси ба таври назаррас коҳиш ёфтани вазни молекулавии HPMC мегардад, часпак ба таври назаррас коҳиш меёбад ва мавод зард шуданро оғоз мекунад ва ҳатто коксро ба вуҷуд меорад.
3. Марњилаи њарорати баланд (300–500°С): карбонизатсия ва коксизатсия
Вақте ки ҳарорат аз 300 ° C боло меравад, HPMC ба марҳилаи таназзули шадид ворид мешавад. Дар ин ваќт шикастани минбаъдаи занљири асосї ва беѓаразшавии пайвастагињои молекулавии хурд боиси пурра вайрон шудани сохтори моддї шуда, нињоят пасмондањои карбондор (кокс) ба амал меояд. Дар ин марҳила асосан аксуламалҳои зерин рух медиҳанд:
Таназзули оксидшавӣ: Дар ҳарорати баланд, HPMC реаксияи оксидшавиро барои тавлиди CO₂ ва CO ва ҳамзамон боқимондаҳои карбонӣ ба вуҷуд меорад.
Реаксияи кокскунӣ: Қисми сохтори полимерӣ ба маҳсулоти нопурраи сӯзишворӣ, ба монанди боқимондаҳои сиёҳи карбон ё кокс табдил меёбад.
Маҳсулоти идоранашаванда: Идома додани карбогидридҳо ба монанди этилен, пропилен ва метан.
Ҳангоми гарм кардани ҳаво, HPMC метавонад минбаъд сӯхт, дар ҳоле ки гармӣ дар набудани оксиген асосан пасмондаҳои карбоншударо ташкил медиҳанд.
Омилҳое, ки ба таназзули гармии HPMC таъсир мерасонанд
Ба таназзули гармии HPMC бисёр омилҳо таъсир мерасонанд, аз ҷумла:
Сохтори химиявӣ: Дараҷаи ивазкунии гурӯҳҳои гидроксипропил ва метокси дар HPMC ба устувории гармии он таъсир мерасонад. Умуман, HPMC бо мундариҷаи баландтари гидроксипропил устувории гармии беҳтар дорад.
Атмосфераи муҳити зист: HPMC дар ҳаво ба таназзули оксидшавӣ майл дорад, дар ҳоле ки дар муҳити гази ғайрифаъол (ба монанди нитроген) суръати таназзули гармии он сусттар аст.
Суръати гармидиҳӣ: Гармидиҳии зуд боиси таҷзияи тезтар мегардад, дар ҳоле ки гармкунии суст метавонад ба HPMC барои тадриҷан карбонизатсия ва кам кардани истеҳсоли маҳсулоти газҳои идоранашаванда кӯмак кунад.
Мазмуни намӣ: HPMC миқдори муайяни оби басташударо дар бар мегирад. Ҳангоми гармкунӣ бухоршавии намӣ ба ҳарорати гузариши шиша ва раванди таназзули он таъсир мерасонад.
Таъсири амалии таназзули гармии HPMC
Хусусиятҳои таназзули гармии HPMC дар соҳаи татбиқи он аҳамияти калон доранд. Барои намуна:
Саноати сохтмон: HPMC дар маҳлули сементӣ ва гаҷ истифода мешавад ва устувории он ҳангоми сохтмони ҳарорати баланд бояд ба назар гирифта шавад, то аз таназзуле, ки ба иҷрои пайвастшавӣ таъсир мерасонад, пешгирӣ карда шавад.
Саноати фармасевтӣ: HPMC як агенти озодкунандаи маводи мухаддир аст ва ҳангоми истеҳсоли ҳарорати баланд аз таҷзия бояд пешгирӣ карда шавад, то устувории дору таъмин карда шавад.
Саноати хӯрокворӣ: HPMC як иловаи хӯрокворӣ аст ва хусусиятҳои таназзули гармии он татбиқи онро дар нонпазӣ ва коркарди ҳарорати баланд муайян мекунад.
Раванди таназзули гармииHPMCметавонад ба бухоршавии об ва таназзули пешакӣ дар марҳилаи пасти ҳарорат, ҷудошавии занҷири асосӣ ва ноустувории молекулаҳои хурд дар марҳилаи ҳарорат ва карбонизатсия ва коксизатсия дар марҳилаи ҳарорати баланд тақсим карда шавад. Ба устувории гармии он омилҳо ба монанди сохтори кимиёвӣ, атмосфераи муҳит, суръати гармӣ ва намӣ таъсир мерасонанд. Фаҳмидани механизми таназзули гармии HPMC барои оптимизатсияи татбиқи он ва беҳтар кардани устувории моддӣ аҳамияти бузург дорад.
Вақти фиристодан: Мар-28-2025