Gidroksipropil metiltsellyuloza (HPMC) tibbiyot, oziq-ovqat, qurilish va boshqa sohalarda, ayniqsa dori-darmonlarni barqaror chiqaradigan planshetlar va qurilish materiallarida keng qo'llaniladigan ion bo'lmagan tsellyuloza efiridir. HPMC ning termal degradatsiyasini o'rganish nafaqat qayta ishlash jarayonida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan ishlash o'zgarishlarini tushunish uchun, balki yangi materiallarni ishlab chiqish va mahsulotning xizmat qilish muddati va xavfsizligini yaxshilash uchun ham katta ahamiyatga ega.
HPMC ning termal degradatsiya xususiyatlari
Gidroksipropil metiltsellyulozaning termal degradatsiyasiga asosan uning molekulyar tuzilishi, isitish harorati va atrof-muhit sharoitlari (atmosfera, namlik va boshqalar) ta'sir qiladi. Uning molekulyar tuzilishi ko'p miqdordagi gidroksil guruhlari va efir bog'larini o'z ichiga oladi, shuning uchun u yuqori haroratlarda oksidlanish va parchalanish kabi kimyoviy reaktsiyalarga moyil.
HPMC ning termal degradatsiyasi jarayoni odatda bir necha bosqichlarga bo'linadi. Birinchidan, past haroratlarda (taxminan 50-150 ° C) HPMC erkin suv va adsorbsiyalangan suvning yo'qolishi tufayli massa yo'qotilishiga duch kelishi mumkin, ammo bu jarayon kimyoviy bog'lanishlarning uzilishini o'z ichiga olmaydi, faqat jismoniy o'zgarishlar. Harorat yanada ko'tarilganda (150 ° C dan yuqori) HPMC strukturasidagi efir bog'lari va gidroksil guruhlari uzilib, molekulyar zanjirning uzilishi va strukturaning o'zgarishiga olib keladi. Xususan, HPMC taxminan 200-300 ° C ga qizdirilganda, u termal parchalanishni boshlaydi, bu vaqtda molekuladagi gidroksil guruhlari va yon zanjirlar, masalan, metoksi yoki gidroksipropil, metanol, formik kabi kichik molekulyar mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun asta-sekin parchalanadi. kislota va oz miqdorda uglevodorodlar.
Termal degradatsiya mexanizmi
HPMC ning termal degradatsiyasi mexanizmi nisbatan murakkab va bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi. Uning parchalanish mexanizmini quyidagicha umumlashtirish mumkin: harorat ko'tarilgach, HPMCdagi efir aloqalari asta-sekin kichikroq molekulyar bo'laklarni hosil qilish uchun parchalanadi, keyinchalik ular suv, karbonat angidrid va karbon monoksit kabi gazsimon mahsulotlarni chiqarish uchun parchalanadi. Uning asosiy termal degradatsiya yo'llari quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
Suvsizlanish jarayoni: HPMC fizik adsorbsiyalangan suvni va oz miqdorda bog'langan suvni pastroq haroratda yo'qotadi va bu jarayon uning kimyoviy tuzilishini buzmaydi.
Gidroksil guruhlarining parchalanishi: Taxminan 200-300 ° C harorat oralig'ida HPMC molekulyar zanjiridagi gidroksil guruhlari suv va gidroksil radikallarini hosil qilib, pirolizlana boshlaydi. Bu vaqtda metoksi va gidroksipropil yon zanjirlari ham metanol, formik kislota va boshqalar kabi kichik molekulalarni hosil qilish uchun asta-sekin parchalanadi.
Asosiy zanjirning uzilishi: Harorat 300-400 ° C gacha ko'tarilganda, tsellyuloza asosiy zanjirining b-1,4-glikozid aloqalari kichik uchuvchi mahsulotlar va uglerod qoldiqlarini hosil qilish uchun pirolizga uchraydi.
Keyingi yorilish: Harorat 400 ° C dan yuqoriga ko'tarilganda, qoldiq uglevodorodlar va ba'zi to'liq bo'lmagan tsellyuloza bo'laklari CO2, CO va boshqa kichik molekulyar organik moddalar hosil qilish uchun keyingi yorilishdan o'tadi.
Termik degradatsiyaga ta'sir qiluvchi omillar
HPMC ning termal degradatsiyasiga ko'plab omillar ta'sir qiladi, xususan, quyidagi jihatlar:
Harorat: Termal buzilish tezligi va darajasi harorat bilan chambarchas bog'liq. Odatda, harorat qanchalik yuqori bo'lsa, degradatsiya reaktsiyasi tezroq bo'ladi va buzilish darajasi shunchalik yuqori bo'ladi. Amaliy ilovalarda HPMC ning haddan tashqari termal degradatsiyasiga yo'l qo'ymaslik uchun ishlov berish haroratini qanday nazorat qilish e'tiborni talab qiladigan masaladir.
Atmosfera: HPMC ning turli atmosferalarda termal buzilish harakati ham har xil. Havo yoki kislorod muhitida HPMC oksidlanishi oson, ko'proq gazsimon mahsulotlar va uglerod qoldiqlarini hosil qiladi, inert atmosferada (azot kabi) degradatsiya jarayoni asosan piroliz sifatida namoyon bo'lib, oz miqdorda uglerod qoldiqlarini hosil qiladi.
Molekulyar og'irlik: HPMC ning molekulyar og'irligi uning termal degradatsiyasiga ham ta'sir qiladi. Molekulyar og'irlik qanchalik yuqori bo'lsa, termal degradatsiyaning boshlang'ich harorati shunchalik yuqori bo'ladi. Buning sababi shundaki, yuqori molekulyar og'irlikdagi HPMC uzunroq molekulyar zanjirlar va yanada barqaror tuzilmalarga ega va molekulyar aloqalarni uzish uchun yuqori energiya talab qiladi.
Namlik: HPMCdagi namlik uning termal degradatsiyasiga ham ta'sir qiladi. Namlik uning parchalanish haroratini pasaytirishi mumkin, bu esa past haroratlarda buzilish sodir bo'lishiga imkon beradi.
Termal degradatsiyaning amaliy ta'siri
HPMC ning termal degradatsiya xususiyatlari uning amaliy qo'llanilishiga muhim ta'sir ko'rsatadi. Misol uchun, farmatsevtika preparatlarida HPMC tez-tez dori chiqarish tezligini nazorat qilish uchun doimiy ravishda chiqariladigan material sifatida ishlatiladi. Shu bilan birga, preparatni qayta ishlash jarayonida yuqori haroratlar HPMC tuzilishiga ta'sir qiladi va shu bilan preparatning chiqarilish ko'rsatkichlarini o'zgartiradi. Shu sababli, uning termal degradatsiyasini o'rganish dori vositalarini qayta ishlashni optimallashtirish va dori barqarorligini ta'minlash uchun katta ahamiyatga ega.
Qurilish materiallarida HPMC asosan tsement va gips kabi qurilish mahsulotlarida qalinlashuv va suvni saqlashda rol o'ynash uchun ishlatiladi. Qurilish materiallari odatda qo'llanilganda yuqori haroratli muhitni boshdan kechirishi kerakligi sababli, HPMC ning termal barqarorligi ham material tanlashda muhim ahamiyatga ega. Yuqori haroratlarda HPMC ning termal degradatsiyasi materialning ishlashining pasayishiga olib keladi, shuning uchun uni tanlash va ishlatishda odatda uning turli haroratlarda ishlashi hisobga olinadi.
Gidroksipropil metiltsellyuloza (HPMC) ning termal degradatsiyasi jarayoni bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi, bu asosan harorat, atmosfera, molekulyar og'irlik va namlikdan ta'sirlanadi. Uning termal degradatsiyasi mexanizmi suvsizlanish, gidroksil va yon zanjirlarning parchalanishi va asosiy zanjirning parchalanishini o'z ichiga oladi. HPMC ning termal degradatsiya xususiyatlari farmatsevtika preparatlari, qurilish materiallari va boshqalar sohalarida muhim ahamiyatga ega. Shuning uchun uning termal degradatsiyasi xatti-harakatlarini chuqur tushunish jarayon dizaynini optimallashtirish va mahsulot ish faoliyatini yaxshilash uchun juda muhimdir. Kelajakdagi tadqiqotlarda HPMC ning termal barqarorligi modifikatsiya qilish, stabilizatorlarni qo'shish va hokazolar orqali yaxshilanishi mumkin va shu bilan uning qo'llanilishi maydonini kengaytiradi.
Xabar vaqti: 25-oktabr-2024