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如何有效的对香烟进行减害,最大程度地降低烟气对人体的危害已成为一个非常严峻的问题。目前,聚丙烯(PP)纤维是主要的香烟用滤嘴材料之一,但因其表面光滑、极性小、结晶性强等原因,其对烟气中有害物质的吸附能力不强。对PP纤维进行改性处理以提高其对烟气中有害物质的吸附性能,成为烟用PP纤维研究的一大热点。本研究分别选用海藻酸钠、β-环糊精、普鲁兰多糖(Pullulan)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)等为改性剂,采用物理涂覆方法制备了烟用改性PP纤维。另外,分别选用丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为接枝单体,采用化学接枝法制备了烟用PP接枝纤维。分别对物理和化学改性纤维的结构、烟气吸附性能及吸附机理等进行了研究。研究结果表明:
采用海藻酸钠溶液涂覆改性PP纤维,随海藻酸钠溶液浓度的提高,纤维表面涂覆的海藻酸钠增多,纤维增重率和回潮率升高。烟气吸附研究表明,随涂覆液浓度的提高,抽出烟气中总粒相物逐渐减少,滤嘴过滤效率逐渐升高,烟气中烟碱和焦油的质量呈现出先下降后增加的趋势。当海藻酸钠浓度为0.4%时,总粒相物最小。较PP纤维滤嘴,使用海藻酸钠改性PP纤维滤嘴过滤后的烟气中酚类化合物、苯并[a]芘、巴豆醛、氨、CO、焦油、烟碱、氢氰酸等含量均有明显降低,香烟的感官质量得分也得到明显提高。
接枝后纤维的表面变得粗糙,且随着PP-g-AA纤维和PP-g-AMPS纤维接枝率的增大,纤维的回潮率升高。烟气吸附研究表明,随着纤维接枝率的增大,抽出烟气中总粒相物逐渐减少,滤嘴过滤效率逐渐升高。较PP纤维滤嘴,接枝改性PP纤维滤嘴过滤后烟气中酚类化合物、苯并[a]芘等含量均有明显降低,香烟的感官质量得分也得到明显提高,但化学接枝制备的PP-g-AA和PP-g-AMPS纤维对烟气的吸附效果较物理涂覆改性差。