CN104558371B - 一种聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒及其制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒及其制备方法。将丙烯酸，引发剂，交联剂，加入水中，搅拌均匀，加入模具中，通氮气保护，加热反应；得到的产物取出，加入溶剂清洗清洗溶胀平衡，然后冷冻干燥或二氧化碳超临界干燥，即得到滤嘴高效吸附棒。该吸附棒为多孔网络结构，具有较高的比表面积，其气凝胶结构与烟气气凝胶接触充分，对烟气具有很好的截留效果。加入滤嘴中，可以得到外观新颖的差异化滤嘴棒产品。此外，本发明使用的原料便宜、操作简单、外观新颖，截留效果优异，具有良好的市场应用前景。

Description

一种聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有高效吸附效果和特定外观的聚丙烯酸气凝胶过滤嘴吸附棒及其制备方法，属于卷烟技术领域。
背景技术
卷烟烟气中有6000余种化合物,其中已有部分被鉴定是有害的，如一氧化碳、氮氧化合物、醛类、酚类、自由基、亚硝胺及多环芳烃等被认为是可能致癌或促进致癌的物质。随着世界反烟运动的日益高涨,市场对卷烟的要求越来越高，烟草业面临的压力越来越大，尤其是近年来一些国家已要求标出和降低Hoffmann名单中所列的有害物质。如何使卷烟的焦油及其有害成分显著降低,同时又保持卷烟吸味使消费者得到生理满足,是卷烟设计面临的最大挑战。
滤嘴作为吸烟者与主流烟气之间的桥梁，可以有效地滤除烟气中的部分有害成分，因而得到了广泛的重视与应用。此外，随着时代的发展，人们对卷烟的外观也要求越来越高。因此制备具有高效截留效果，并且外观新颖的滤嘴也成为了卷烟材料发展的趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚丙烯酸气凝胶滤嘴吸附棒及其制备方法，该滤嘴吸附棒可以大幅提高滤嘴棒的截留效果，改善滤嘴棒外观。
本发明的技术方案如下：
一种聚丙烯酸气凝胶滤嘴吸附棒的制备方法：
1、将1重量份的丙烯酸，0.1-0.001重量份的引发剂，0.5-0.05重量份的交联剂，加入2-10重量份水中，搅拌均匀，加入模具中，通氮气保护，加热反应，其中反应温度为40-100℃，反应时间为0.5-8h；
所述的引发剂为过硫酸钠，过硫酸铵，过硫酸钾，亚硫酸钠-饱和双氧水，偶氮二异丁咪唑盐酸盐中的一种；
所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、硅烷交联剂、钛酸酯交联剂、铝酸酯交联剂中的一种；
2、将步骤1得到的产物取出，加入溶剂清洗清洗溶胀平衡12-48小时，然后用-50至-10℃下冷冻干燥1-6小时，或二氧化碳超临界干燥，即得到聚丙烯酸气凝胶滤嘴吸附棒。
上述步骤1所述的模具形状为圆形，五角形，三角形，十字形，多边形等。
上述步骤2所述的溶剂包括水，乙醇，甲醇，丙酮等中的一种。
上述步骤2所述的超临界条件为30-100℃，7-20兆帕，干燥10-48小时。
本发明的特点是在水溶液中加入引发剂，丙烯酸单体，交联剂反应，得到凝胶棒，脱溶剂后即得到所需的吸附棒。该吸附棒为多孔网络结构，具有较高的比表面积，其气凝胶结构与烟气气凝胶接触充分，对烟气具有很好的截留效果。同时，由于嘴棒中加入该吸附棒，破坏了原有烟气通路，增加了烟气的横向运动，进一步改善了滤嘴棒的截留效果。此外，使用不同的模具，得到不同外观的吸附棒，加入滤嘴中，可以得到外观新颖的差异化滤嘴棒产品。此外，本发明使用的原料便宜、操作简单、外观新颖，截留效果优异，具有良好的市场应用前景。
附图说明：
图1为本发明的吸附棒实例之一的结构示意图。
图2为添加了本发明吸附棒的滤嘴的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
将1克丙烯酸，0.1克过硫酸钠，0.05克N，N-亚甲基双丙烯酰胺，加入2克水中，搅拌均匀，加入圆形模具中，通氮气保护，加热至40℃，反应时间为8小时，取出，加入水清洗清洗溶胀平衡48小时，然后-50℃下冷冻干燥1小时；即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的圆形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低23%。
实施例2
将1克的丙烯酸，0.001克的过硫酸铵，0.5克的硅烷交联剂，加入10克水中，搅拌均匀，加入三角形模具中，通氮气保护，加热至100℃，反应时间为0.5小时，取出，加入甲醇清洗清洗溶胀平衡48小时，然后用-10℃下冷冻干燥6小时；即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的三角形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低14%。
实施例3
将1克的丙烯酸，0.05克的过硫酸钾，0.25克的钛酸酯交联剂，加入3克水中，搅拌均匀，加入五角形模具中，通氮气保护，加热至60℃，反应时间为5小时，取出，加入丙酮清洗清洗溶胀平衡12小时，然后二氧化碳超临界干燥，超临界条件为30℃，7兆帕，干燥48小时，即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的五角形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低33%。
实施例4
将1克的丙烯酸，0.001克亚硫酸钠及0.01克饱和双氧水，0.2克的铝酸酯交联剂，加入2.5克水中，搅拌均匀，加入十字形模具中，通氮气保护，加热至70℃，反应时间为6小时，取出，加入乙醇清洗清洗溶胀平衡20小时，然后二氧化碳超临界干燥，超临界条件为100℃，20兆帕，干燥10小时，即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的十字形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低25%。
实施例5
将1克丙烯酸，0.025克偶氮二异丁咪唑盐酸盐，0.3克N，N-亚甲基双丙烯酰胺，加入4克水中，搅拌均匀，加入多边形模具中，通氮气保护，加热至65℃，反应时间为4小时，取出，加入水清洗清洗溶胀平衡30小时，然后二氧化碳超临界干燥，超临界条件为80℃，12兆帕，干燥20小时，即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的多边形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低36%。
实施例6
将1克丙烯酸，0.075克过硫酸钠，0.2克N，N-亚甲基双丙烯酰胺，加入8克水中，搅拌均匀，加入圆形模具中，通氮气保护，加热至55℃，反应时间为7小时，取出，加入水清洗清洗溶胀平衡40小时，然后用-30摄氏度下冷冻干燥4小时；即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的圆形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低18%。
实施例7
将1克丙烯酸，0.01克过硫酸铵，0.25克N，N-亚甲基双丙烯酰胺，加入5克水中，搅拌均匀，加入十字形模具中，通氮气保护，加热至55℃，反应时间为5小时，取出，加入乙醇清洗清洗溶胀平衡35小时，然后用-20摄氏度下冷冻干燥5小时；即得到聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。将所得的十字形吸附棒加入滤嘴中制备成卷烟，其烟气焦油量减低28%。
表1是以上实施例用BET测得的聚丙烯酸气凝胶的比表面积数据。

Claims (4)

1.一种聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤1：将1重量份的丙烯酸，0.1-0.001重量份的引发剂，0.5-0.05重量份的交联剂，加入2-10重量份水中，搅拌均匀，加入模具中，通氮气保护，加热反应，其中反应温度为40-100℃，反应时间为0.5-8h；
所述的引发剂为过硫酸钠，过硫酸铵，过硫酸钾，亚硫酸钠-饱和双氧水，偶氮二异丁咪唑盐酸盐中的一种；
所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺、硅烷交联剂、钛酸酯交联剂、铝酸酯交联剂中的一种；
步骤2：将步骤1得到的产物取出，加入溶剂清洗溶胀平衡12-48小时，然后用-50至-10℃下冷冻干燥1-6小时；或二氧化碳超临界干燥，超临界条件为30-100℃，7-20兆帕，干燥10-48小时，即得到所需产品。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒的制备方法，其特征在于：所述的模具形状为圆形，五角形，三角形，十字形，多边形。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮中的一种。
4.一种用权利要求1所述的聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒的制备方法制备的聚丙烯酸气凝胶的滤嘴高效吸附棒。
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