CN101798352B - 具有减害降焦功能的改性纤维素、纸质滤嘴及它们的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有减害降焦功能的改性纤维素、纸质滤嘴及它们的制备方法。其利用带有环氧基团的有机化合物与纤维素反应醚化得到改性纤维素。醚化反应温度为30-70℃，纤维素与带有环氧基团的有机化合物的质量比为0.3-3。带有环氧基团的有机化合物包括：环氧氯丙烷，聚乙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚。纤维素在醚化前使用氢氧化钠或乙二胺进行前处理。氢氧化钠前处理的质量浓度为20-30％，乙二胺前处理的质量浓度为10-40％。将本发明所述的改性纤维素添加到纸质滤棒中，改性纤维素质量占纸质滤嘴质量比例为10-70％。改性纤维素制备的纸质滤棒达到明显降低卷烟烟气中酚类等有害成分的目的。
Description
技术领域
本发明属于卷烟制备领域，涉及到一种具有减害降焦功能的改性纤维素、纸质滤嘴及它们的制备方法。
背景技术
自20世纪50年代以来，减害降焦技术一直都是国际烟草界研究的重点、热点和难点。上个世纪90年代以来，国际上掀起了一轮新的控烟浪潮。世界上一些主要发达国家相继对市售卷烟的焦油、烟碱及CO的含量做出了严格的限制。中式卷烟是在中国加入WTO和《烟草控制框架公约》的背景下，结合我国国情及时提出的中国卷烟发展方向，要以中式烤烟型卷烟为主，中式混合型卷烟为辅，加强科技创新，努力增强与美式、英式、日式等风格的卷烟相抗衡的竞争地位。
Accordis公司开发了一种新型过滤材料lyocell，是一种再生纤维，当制成纸状形成滤嘴时，其过滤效率远远高于醋纤滤棒，原因是lyocell纤维组织非常多容易吸附卷烟烟气中的焦油有害成分。
这些纤维素和再生纤维素应用到卷烟导致卷烟烟气组分与醋纤滤棒不同，这是因为纤维表面属性不一样，结合烟气中的分子不同导致卷烟烟气组分的不同，纸质纤维滤嘴与醋纤滤嘴相比其卷烟烟气中酚类物质含量较高，容易导致卷烟口味变化，针对卷烟烟气中有害成分，利用纤维素的羟基，进行化学改性，达到化学吸附烟气中有害组分，改善纸质纤维滤嘴的缺点。
发明内容
本发明第一个目的在于提供一种具有减害降焦功能的改性纤维素的制备方法。
本发明具有减害降焦功能的改性纤维素的制备方法如下：利用带有环氧基团的有机化合物与纤维素反应醚化得到改性纤维素。
使用8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13-14，醚化反应温度为30-70℃，反应10-48小时，纤维素与带有环氧基团的有机化合物的质量比为0.3-3。
所述的带有环氧基团的有机化合物包括：环氧氯丙烷，聚乙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚。优选为环氧氯丙烷、聚乙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚，其聚合物的分子量为400-1000。纤维素与环氧氯丙烷反应质量比优选为1∶3，反应温度优选为30-50℃。
纤维素在醚化前使用氢氧化钠或乙二胺进行前处理。氢氧化钠前处理的质量浓度为20-30％，乙二胺前处理的质量浓度为10-40％，处理时间为1小时。
本发明的第二个目的是提供一种用上述的方法制备而成的具有减害降焦功能的改性纤维素。
本发明的第三个目的是提供一种具有减害降焦功能的纸质滤嘴的制备方法，具体如下：将本发明所述的改性纤维素添加到纸质滤棒中，改性纤维素质量占纸质滤嘴质量比例为10-70％。
本发明第四个目的是提供一种用上述的方法制备而成的具有减害降焦功能的纸质滤嘴。
本发明通过化学反应改变纸质纤维素的表面性质，主要通过纤维素的羟基进行醚化，醚化就是一些化学物质取代纤维素羟基上的氢，引入一些官能团改变纸质滤棒纤维素的结构，达到改变纤维素的表面属性，利用过滤纤维素表面属性不同，吸附不同的卷烟烟气中的有害成分。这些引入的基团主要是一些聚乙二醇甘油醚基团或乙二醇甘油醚基团，吸附酚类和一些低分子极性化合物质，减少烟气的刺激性。
与以往的技术相比，本分明具有很好的优势：
本发明中纤维改性化学官能团的引入，化学吸附卷烟烟气中的有害成分，选择性有效地降低卷烟烟气中的有害成分。
本发明中纤维改性化学官能团的引入工艺简单，不改变工艺过程，简单实用。
改性纤维素加入造纸过程，分布均匀，不会对纸纤维滤棒物理性能产生影响。
具体实施方式
以下结合实施例进一步说明本发明，而不会限制本发明。
实施例1
首先将6g纤维素置入30％氢氧化钠溶液中处理1小时，洗净，然后将6g碱纤维，18g环氧氯丙烷置入反应瓶中，8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13，搅拌反应10h，控温40-50℃。过滤，制备的改性纤维素占纸纤维滤棒20％，制备卷烟滤嘴，卷接烟支，分析卷烟烟气，降低烟气总粒相物为3mg以上，降幅20％以上，降低酚类物质15％。
环氧改性纤维素对卷烟烟气的影响
| 重mg | 吸阻*10pa | TPMmg | 口数 | COmg | |
| 对照 | 905 | 120 | 15.46 | 6.85 | 14.32 |
| 环氧化纤维素 | 905 | 120 | 11.59 | 6.55 | 13.73 |
实施例2
首先将6g纤维素置入30％氢氧化钠溶液中处理1小时，洗净，然后将6g碱纤维和12g聚乙二醇二缩水甘油醚(分子量800)置入反应瓶中，8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13，搅拌反应15h，控温40-50℃。过滤，制备的改性纤维素占纸纤维滤棒20％，制备卷烟滤嘴，卷接烟支，分析卷烟烟气，降低烟气焦油为1.8mg以上，降幅20％以上，降低酚类物质18％。
实施例3
首先将6g纤维素置入20％乙二胺溶液中处理1小时，洗净，然后将6g碱纤维和16g乙二醇二缩水甘油醚置入反应瓶中，8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13，搅拌反应14h，控温40-50℃。过滤制备的改性纤维素占纸纤维滤棒20％，制备卷烟滤嘴，卷接烟支，分析卷烟烟气，降低烟气焦油为1.5mg以上，降幅15％以上，降低酚类物质15％。
实施例4
首先将6g纤维素置入20％乙二胺溶液中处理1小时，洗净，然后将6g碱纤维和16g聚乙二醇二缩水甘油醚(分子量400)置入反应瓶中，8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13，8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13，搅拌反应12h，控温40-50℃。过滤制备的改性纤维素占纸纤维滤棒20％，制备卷烟滤嘴，卷接烟支，分析卷烟烟气，降低烟气焦油为1.5mg以上，降幅15％以上，降低酚类物质17％。
Claims (6)
1.一种改性纤维素的应用方法，其特征在于：所述的改性纤维素用于减害降焦，它是利用带有环氧基团的有机化合物与纤维素反应醚化得到的改性纤维素；纤维素与带有环氧基团的有机化合物的质量比为0.3-3；所述的带有环氧基团的有机化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚。
2.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于：使用8％氢氧化钠溶液调节醚化反应体系的pH值13-14，反应温度为30-70℃，反应10-48小时。
3.根据权利要求1或2所述的应用方法，其特征在于：所述的带有环氧基团的有机化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚，其聚合物的分子量为400-1000。
4.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于：纤维素在醚化前使用氢氧化钠或乙二胺进行前处理。
5.根据权利要求4所述的应用方法，其特征在于：氢氧化钠前处理的质量浓度为20-30％，乙二胺前处理的质量浓度为10-40％，处理1小时。
6.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于，其特征在于，将所述的改性纤维素添加到纸质滤棒中，改性纤维素质量占纸质滤嘴质量比例为10-70％。
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