纤维素纸沟槽滤嘴选择性降低卷烟烟气中有害成分

为选择性降低卷烟烟气中的有害成分,以纤维素纸为载体涂布功能材料OPTI(含氨基聚合物),制备OPTI纤维素纸功能滤嘴,考察其对卷烟烟气焦油和有害成分释放量的影响,并进行了卷烟烟气体外毒理学检测。结果表明:(1)功能滤嘴能够高效选择性降低卷烟烟气中有害成分巴豆醛和氰化氢(HCN)的释放量,材料OPTI上墨量为(13.0±0.5)g/m~2时,焦油增加0.3%,巴豆醛降低35.8%,HCN降低57.2%;随着纤维素纸上材料OPTI上墨量的增加,烟气中巴豆醛和HCN的释放量降低;滤嘴具有良好的减害稳定性,存放10周后仍对烟气有害成分有高效降低作用。(2)与对照卷烟相比,对于纤维素纸上涂布OPTI材料的试验卷烟,细胞存活率略有提高,细菌致突变性和诱发微核率无明显差异。(3)将材料PEG6(聚乙二醇600)与OPTI复配后制备滤嘴,卷烟烟气焦油降低3.1%,苯酚、巴豆醛和HCN分别降低23.7%、24.6%和46.3%,烟气危害性评价指数下降0.91,而卷烟内在抽吸品质未受到明显影响。PEG6与OPTI复配材料是一种比较理想的减害纤维素纸涂料。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合物涂布纸降低卷烟烟气中苯酚和巴豆醛

为选择性降低卷烟主流烟气中苯酚和巴豆醛的释放量,采用溶液共混法制备了氧化石墨烯-壳聚糖复合物(GO-CS)悬浮液,并涂布于纤维素纸上,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析仪(TG)对其进行表征;利用模拟评价装置考察GO-CS涂布纸的减害性能,并通过成型纸醋(纸+醋纤)复合滤棒进行了卷烟应用评价。结果表明:1GO在CS中分散性良好,GO-CS结构均匀一致,可成功负载于纤维素纸表面;2GO-CS中GO质量分数为10%,纤维素纸GO-CS涂布量为(2.4±0.2)g/m~2时模拟减害效果较好,苯酚和巴豆醛释放量分别降低37.5%和31.5%;3与对照卷烟相比,试验卷烟主流烟气中苯酚和巴豆醛释放量分别降低32.7%和29.3%,卷烟危害性评价指数降低9.1%,烟气常规成分及其他有害成分的释放量变化不大,且卷烟风格及感官质量保持基本一致。     

功能化聚乙烯亚胺选择性降低卷烟烟气中的HCN

为选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)的释放量,制备了过渡金属离子改性的聚乙烯亚胺(PEI)液体功能材料,对材料进行了紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和热重分析(TG)表征。利用卷烟添加剂性能模拟评价装置考察了制备材料降低烟气中HCN的性能,并优化了材料的制备条件;将优化后制备的材料以涂布在纸-醋纤二元复合滤棒中的形式应用于卷烟。结果表明:1金属离子改性的PEI功能材料具有较好的水溶性,在280℃以下具有良好的热稳定性;2PEI重均分子量为600、溶液质量分数为20%、金属离子为Zn~(2+)且Zn~(2+)/PEI比值为2.93×10~(-4)mol/g时,所制备的功能材料对烟气HCN降低性能最好;3与对照卷烟相比,材料添加量为10.6 mg/支的试验卷烟主流烟气HCN的选择性降低率为40.2%,焦油和感官质量基本不变;材料添加量为19.9 mg/支时,HCN的选择性降低率高达72.1%,但卷烟感官质量有一定降低。     

辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规化学成分释放量的影响

为考察辅助材料设计参数对细支卷烟感官质量和主流烟气常规成分释放量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、卷烟纸定量、丝束规格和接装纸透气度细支卷烟,对其感官质量进行评价,并测定了主流烟气常规化学成分的释放量。结果表明:(1)卷烟纸透气度对细支卷烟感官质量的影响较小,随着卷烟纸透气度的增加,主流烟气常规成分的释放量均呈降低趋势;(2)随着卷烟纸定量的增加,细支卷烟感官质量呈下降趋势,烟气焦油和烟气烟碱释放量呈降低趋势,烟气CO释放量基本无差异;(3)与6.0/17 000规格丝束相比,8.0/15 000规格丝束细支卷烟的感官质量有所提升,焦油、CO、烟碱释放量均为8.0/15 0006.0/17 000;(4)随着接装纸透气度的增加,细支卷烟感官质量先升高后略有下降,感官质量总分排序为500 CU600 CU400 CU,烟气常规成分释放量均呈降低趋势。通过优化设计相应的辅助材料设计参数,有助于提升细支卷烟的感官质量,降低焦油和CO释放量。     

乙酰乙酰化纤维素材料的合成及在降低卷烟主流烟气中醛类化合物的应用

为选择性降低卷烟主流烟气中醛类化合物的释放量,以微晶纤维素作为底物合成了乙酰乙酰化纤维素材料,根据材料的降醛效果优化合成条件,并将材料添加于卷烟滤嘴中考察降低醛类化合物的性能。结果表明:(1)乙酰乙酰化纤维素的最佳合成条件为:纤维素离子溶液质量百分比浓度为5%,衍生化试剂摩尔比为双乙烯酮纤维素=21,反应时间3h,反应温度110℃,催化剂为DMAP;(2)将乙酰乙酰化纤维素材料以30 mg/cig添加量制备成二元复合滤棒应用于卷烟后,卷烟主流烟气中醛类化合物释放量降低了21.6%,而烟气常规及感官质量变化较小,表明所制备的材料对卷烟主流烟气中的醛类化合物有良好的选择吸附性能。     

烟丝分布对卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的影响

为分析烟丝分布对卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的影响,使用相同的烟用材料卷制成3种卷烟,其烟丝在烟支两端的分布分别为前端密后端疏(A)、前后端均匀分布(B)和前端疏后端密(C);比较3种卷烟主流烟气中氨和焦油释放量的差异;并应用逐口抽吸分析3种卷烟氨和焦油释放量变化的原因.结果表明:①烟丝分布改变以后,卷烟的逐口抽吸也发生了变化,从而对主流烟气焦油和氨的释放量产生影响;②与对照B相比,A和C两种卷烟焦油和氨的释放量均有所降低;烟丝分布前端疏后端密的卷烟(C)主流烟气中氨和焦油的释放量均小于烟丝前端密后端疏分布的卷烟(A).     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷（APTES）为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES。卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的烟碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放量降低55.2％、乙醛释放量降低25.0％、丙醛释放量降低20.7％、巴豆醛释放量降低17.8％,评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致。      

纸质滤嘴棒对卷烟主流烟气中有害物质的影响

为研究纸质滤嘴棒与醋酸纤维滤嘴棒对卷烟主流烟气中有害物质释放量的影响,考察了几种纸质滤嘴棒卷烟和醋酸纤维滤嘴棒卷烟主流烟气中焦油、烟碱、水分、CO、氢氰酸、甲基亚硝胺吡啶基丁酮、氨气、苯并[a]芘、苯酚和巴豆醛的释放量。结果表明,与醋酸纤维滤嘴棒相比,纸质滤嘴棒能显著地降低卷烟主流烟气中烟碱和焦油的释放量;纸质滤嘴棒卷烟主流烟气中氨气、苯并[a]芘的释放量偏低,氢氰酸、苯酚、巴豆醛的释放量偏高;纸质滤嘴棒对主流烟气中CO、甲基亚硝胺吡啶基丁酮的释放量没有显著的影响。因此,纸质滤嘴棒能有效地降低卷烟主流烟气中粒相物的释放量,在降低主流烟气中气相物的释放量上与醋酸纤维滤嘴棒相当。     

通风稀释对卷烟燃烧温度及主流烟气中主要有害成分释放量的影响

为降低卷烟危害性,考察了卷烟纸、接装纸、成型纸透气度对卷烟燃烧温度和卷烟主流烟气中7种有害成分(CO,HCN,NNK,NH3,B[a]P,苯酚和巴豆醛)及焦油释放量的影响,并研究了卷烟总通风率对主流烟气中7种有害成分释放量及卷烟危害性指数的影响规律.结果表明:①随着卷烟纸和接装纸透气度的增加,卷烟燃烧温度升高,卷烟主流烟气中除NNK外其他6种有害成分的释放量、焦油量及危害性指数均降低;②成型纸透气度的变化对卷烟燃烧温度及烟气有害成分释放量的影响不规律;③卷烟总通风率增加,卷烟主流烟气中多数有害成分释放量、焦油量及危害性指数有不同程度的降低.适当增加卷烟纸、接装纸的透气度,提高卷烟总通风率,可在一定程度上调控卷烟燃烧温度,降低卷烟烟气中有害成分释放量,从而降低卷烟的危害性指数.     

卷烟纸的透气度等设计参数对卷烟主流烟气中氨释放量及焦油含量的影响

研究了卷烟纸诸设计参数分别对卷烟主流烟气中氨释放量和焦油含量的影响.调整同一卷烟的卷烟纸设计参数,比较其粒相物氨释放量、气相物氨释放量和焦油含量,结果表明:卷烟焦油含量与主流烟气氨释放量显著正相关;卷烟纸参数调整可以实现降低卷烟主流烟气中的氨释放量和焦油含量;提高卷烟纸透气度、助燃剂含量和钾盐含量比例,可以在一定程度上选择性降低卷烟主流烟气中的粒相物氨释放量.     

涂布型雪茄风味卷烟纸的应用效果研究

本研究考察了雪茄风味涂布液对卷烟纸物理性能的影响,以及涂布型雪茄风味卷烟纸对卷烟感官质量、燃烧性能与主流烟气成分的影响。结果表明,涂布液最优溶剂为乙醇、干燥温度70～80℃时,卷烟纸生产状况良好,成品纸可用于上机卷烟。涂布型雪茄风味卷烟纸主要理化指标检测结果均在标准范围内,与空白卷烟纸相比,涂布型雪茄风味卷烟纸定量从27.1 g/m²最多增加到27.8 g/m²,阴燃速率从78 s/150 mm最多增加到86 s/150 mm;抗张能量吸收指数从9.87 J/m²最多降低到6.87 J/m²、透气度从64.8 CU最多降低到59.4 CU,涂布液干物质占纸张质量最高可达15%。涂布型雪茄风味卷烟纸雪茄特征嗅香明显,C-2卷烟感官评价得分最高,为50.79分。雪茄风味卷烟主流烟气中烟气烟碱、焦油、CO含量均在控制范围内。涂布型雪茄风味卷烟烟灰灰色优于空白对照卷烟,燃烧速率略有降低。     

卷烟纸参数对短支卷烟主流烟气常规成分释放量及感官质量的影响

为考察卷烟纸参数对短支卷烟主流烟气常规指标及感官质量的影响,制备了不同卷烟纸透气度、定量、助燃剂用量、助燃剂钾/钠比及碳酸钙含量的短支卷烟,并进行了主流烟气常规成分释放量测定及感官质量评价.结果表明:①随着卷烟纸透气度的增加,常规成分释放量均呈降低趋势,感官质量呈下降趋势.②随着卷烟纸定量的增加,焦油和烟碱释放量降低,...     

应用后合成法制备的胺基功能化材料降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物研究

采用后合成方法将胺基嫁接到载体上制备降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物的材料,通过考察载体、胺基试剂和胺基试剂的用量对降低卷烟主流烟气中挥发性羰基化合物性能的影响,确定了后合成材料的较佳条件,即以三氧化二铝为载体,以3-胺基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为胺基化试剂,两者的比例是:1 g三氧化二铝:5 mmol APTES.卷烟应用试验结果表明,应用该材料制备的二元复合滤棒卷制试验卷烟,与对照卷烟相比,试验卷烟的炯碱和焦油释放量基本不变,甲醛释放最降低55.2%、乙醛释放量降低25.0%、丙醛释放量降低20.7%、巴豆醛释放量降低17.8%.评吸结果表明,两种卷烟总体风格特点和感官质量基本一致.     

改性纤维素纸沟槽滤棒选择性降低卷烟烟气中的苯酚

制备了聚乙二醇/乙酰丙酸/三甘醇二乙酸酯改性纤维素纸沟槽滤棒卷烟,考察了改性剂对烟气焦油和苯酚释放量的影响。结果表明:①涂布量为(6.0±0.5)g/m2时,改性剂以单种或是以复配方式对纤维素纸改性,均对烟气苯酚具有高选择性降低效率。其中,乙酰丙酸改性沟槽滤棒卷烟样品较好地保持了卷烟原有的风格吸味。②随着改性剂在纤维素纸上涂布量的增加,对烟气苯酚的选择性降低效果增大;涂布量为(9.0±0.5)g/m2的卷烟样品存放2个月后,改性剂对烟气苯酚的选择性降低效果仍保持稳定且较高的水平。③纤维素纸上涂布(9.0±0.5)g/m2乙酰丙酸时,烟气苯酚释放量下降33.31%,焦油释放量下降2.61%,烟气苯酚的选择性降低率为30.7%,改性剂对苯酚的选择性降低效果显著;卷烟烟气体外毒理学检测结果表明,纤维素纸上涂布乙酰丙酸有利于降低卷烟的危害性。乙酰丙酸改性纤维素纸沟槽滤棒是一种非常有效的选择性减害手段。     

聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料选择性降低卷烟烟气中的苯酚

为选择性降低卷烟烟气中苯酚的释放量,制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料(PolyGMA材料),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪对材料进行了表征,并分别考察了添加至二元复合滤棒和涂布卷烟纸2种应用方式对选择性降低卷烟烟气中苯酚释放量的影响。结果表明:①制备的材料具备环氧基团和互通多孔的结构,其比表面积为119.5 m2/g,平均孔径为17.3 nm;②该材料以添加二元复合滤棒形式在卷烟中应用效果较佳,与对照卷烟相比,试验卷烟苯酚释放量降低28.3%,苯酚选择性降低率为23.0%,且卷烟感官质量无明显差异。     

碱性功能SBA-15/聚醚砜复合材料降低卷烟烟气中的氰化氢

为选择性降低卷烟主流烟气中HCN释放量,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)对SBA-15介孔分子筛进行碱性功能化修饰,并与聚醚砜复合得到碱性功能化SBA-15/聚醚砜复合材料。利用低温氮气吸附脱附、扫描电镜、热重分析等手段对该材料孔结构、表面形貌及热稳定性进行表征,并将材料添加于卷烟滤嘴中考察降低HCN性能。结果表明:①经APTS修饰的SBA-15材料仍保持有序介孔孔道结构,且与聚醚砜复合后的材料具有不规则的海绵状多孔结构;②复合材料在200℃以下具有良好热稳定性;③将碱性功能化SBA-15/聚醚砜复合材料以20 mg/支添加量制成二元复合滤棒应用于卷烟后,卷烟主流烟气中HCN释放量降低29.6%,而焦油及感官质量变化较小,卷烟危害性评价指数(H)下降0.2。表明所制备材料对卷烟烟气HCN有良好选择性吸附性能。     

胆碱-赖氨酸离子液体选择性降低卷烟烟气中的氰化氢和巴豆醛

为选择性降低卷烟主流烟气中氰化氢(HCN)和巴豆醛的释放量,采用滤嘴减害添加剂模拟测试装置对20种天然氨基酸进行了筛选,优选赖氨酸制备了气相二氧化硅固载的胆碱-赖氨酸离子液体([Ch][Lys]/SiO_2)颗粒材料(0.30~0.20 mm,60~80目),对材料进行了结构表征和减害性能模拟评价,并通过二元复合滤棒形式进行了卷烟应用效果考察和感官质量评价。减害性能测试结果显示:赖氨酸对降低HCN和巴豆醛有显著效果(P0.01);[Ch][Lys]/SiO_2的作用效果优于赖氨酸,可使对照卷烟烟气中HCN和巴豆醛的释放量分别降低83%和29%,降幅与添加量(0~0.3 mmol/支)线性正相关。卷烟应用效果表明:二元复合滤棒中[Ch][Lys]/SiO_2的添加量为0.08 mmol/支时,试验卷烟烟气中HCN和巴豆醛释放量较对照卷烟分别降低28%和10%;烟气常规成分及氨、NNK、B[a]P、苯酚等其他代表性有害成分的释放量变化较小;卷烟风格基本一致,感官质量无显著差异(P0.05)。     

两种抽吸模式下不同圆周卷烟主流烟气释放物及毒理学分析

为评价不同圆周卷烟的主流烟气释放物及其毒理学特征,以叶组相同的3种圆周卷烟为研究对象,分析了ISO和加拿大深度(HCI)抽吸模式下的主流烟气常规指标、烟气危害性评价指数(H)和体外毒理学指标,并考察了主流烟气常规指标的逐口释放规律。结果表明:(1)ISO抽吸模式下,中支卷烟主流烟气常规指标的单位烟碱释放量和H指数最低;HCI抽吸模式下,不同圆周卷烟主流烟气的单位烟碱H指数随着圆周的减小而降低。(2)在不同抽吸模式下,卷烟烟气总粒相物的细胞毒性整体上随卷烟圆周的减小而降低,遗传毒性和致突变性无显著差异。(3)不同圆周卷烟主流烟气常规指标的逐口释放量整体上呈现随抽吸口数增加而增加的趋势。     

区域环境对卷烟主流烟气化学特性和感官质量的影响

为了研究区域环境对卷烟烟气化学特性和感官质量的影响,分别在广州、河南省安阳、沈阳和云南省玉溪的自然环境条件下抽吸"双喜"牌卷烟样品,分析了其主流烟气的常规化学指标和香味成分,同时还进行了感官评价。结果表明:①在广州抽吸,烟气焦油量最高,pH最低;在玉溪抽吸,烟气焦油量最低,水分和pH最高;在沈阳抽吸,烟气水分最低;在这4个城市抽吸,烟气烟碱量基本一致;②与广州相比,在安阳和沈阳抽吸,卷烟主流烟气中小分子香味成分释放量普遍增大,而大分子香味成分释放量减小;在玉溪抽吸,卷烟主流烟气中小分子香味成分释放量虽有变化,但规律性不明显,而大分子香味成分释放量普遍降低;③与广州相比,在安阳抽吸,卷烟烟气的刺激性增大;在沈阳抽吸,烟气的细腻度、舒适度和刺激性变差;在玉溪抽吸,香韵有所改变。     

国内外卷烟主流烟气中氮氧化物的差异

采用化学发光法测定了192个国内外卷烟样品主流烟气中氮氧化物(NOx)的释放量,并对检测结果进行了统计分析.结果发现:①国产卷烟主流烟气NOx释放量平均值要明显小于进口卷烟;②不同类型卷烟主流烟气NOx释放量差异显著,国产和进口混合型卷烟释放量最大,进口烤烟型次之,国产烤烟型最小;③国产中高档烤烟型卷烟主流烟气中NOx释放量显著低于国产低档卷烟;④不同年份卷烟主流烟气中NOx释放量没有显著性差异.