一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備及其應用，屬于煙用材料【技術領域】。在引發(fā)劑的作用下，將疏水的低極性單體引發(fā)接枝到醋酸纖維素。本發(fā)明改性得到的醋酸纖維素制備得到的過濾嘴棒，對煙氣吸附效果明顯，特別是對苯并芘等具有顯著的選擇性吸附效果。同時本發(fā)明使用的工藝方法簡單、制備成本低，煙氣吸附效果好，可以大規(guī)模工業(yè)生產，具有良好的市場應用前景。
【專利說明】一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法及其應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煙用材料【技術領域】，具體涉及一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法及應用，該改性醋酸纖維素可以用于制備卷煙過濾嘴棒。

【背景技術】
[0002]卷煙煙氣中有6000余種化合物，其中已有部分被鑒定是有害的，如一氧化碳、氮氧化合物、醛類、酚類、自由基、亞硝胺及多環(huán)芳烴等被認為是可能致癌或促進致癌的物質。濾嘴作為吸煙者與主流煙氣之間的橋梁，可以有效地濾除煙氣中的部分有害成分，因而得到了廣泛的重視與應用。目前，國際市場上常規(guī)煙用濾材有紙質濾嘴、醋酸纖維濾嘴和聚丙烯纖維濾嘴三種類型，其中應用最為廣泛的為醋酸纖維濾嘴。
[0003]隨著健康意識的提高，人們對于卷煙的要求越來越高，在要求保留卷煙的風吃香味的同時，又要求能選擇性的降低煙氣中的有害成分，因此，進一步提高濾嘴用醋酸纖維濾嘴的選擇性吸附過濾效果，成為煙用醋酸纖維素的一個瓶頸。因此如何克服現(xiàn)有技術的不足是目前煙用材料【技術領域】亟需解決的問題。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定性好，工藝簡單，操作簡便，適用廣泛的疏水聚合物改性醋酸纖維素纖維素的制備方法及其應用。該改性醋酸纖維素制備得到的過濾嘴棒，對煙氣吸附效果明顯，特別是對苯并芘等具有顯著的選擇性吸附效果。
[0005]本發(fā)明根據分子設計的思路，利用引發(fā)劑，將疏水聚合物，改性接枝到醋酸纖維素上，利用疏水聚合物與煙氣有害成分的相似相容及疏水作用，從而實現(xiàn)煙氣有害成分的選擇性吸附。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，具體反應如下:將單體溶解在溶劑中，配成單體溶液，然后加入醋酸纖維素及引發(fā)劑，在氮氣保護下反應，反應溫度為30-10(TC，反應時間為0.5-24h，反應完成后將產物分離提純，即得到本發(fā)明改性醋酸纖維素；
所述的單體溶液中單體濃度為l-100g/L ;引發(fā)劑加入至濃度為0.01g/L-10g/L ;醋酸纖維素與單體溶液的質量體積比為0.l-100g/L ；
所述的單體為至少含有一種單乙烯基不飽和的疏水的低極性單體。
[0007]本發(fā)明技術方案中所述的醋酸纖維素為一醋酸纖維素或二醋酸纖維素，即其羥基乙酸化程度為0-2.8。
[0008]本發(fā)明技術方案中，進一步優(yōu)選的是所述的單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸-2-羥基乙酯中的一種。
[0009]本發(fā)明技術方案中，進一步優(yōu)選的是所述的引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮、高錳酸鉀、硝酸鈰銨、重鉻酸鉀和氯化鐵中的一種。
[0010]本發(fā)明技術方案中，進一步優(yōu)選的是所述的溶劑為水、乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、正己烷、環(huán)己烷、乙醚、丙酮、乙腈、四氫呋喃、吡啶、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的一種。
[0011]上述制備方法制備的改性醋酸纖維素作為制備卷煙過濾嘴棒的應用
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為:(1)本發(fā)明通過在醋酸纖維素上接枝活性官能團，利用官能團與煙氣有害成分之間的特殊作用，可以實現(xiàn)對煙氣有害成分選擇性吸附煙氣吸附，同時，本發(fā)明可以通過改變反應條件，選擇不同的接枝聚合物可以得到不同功能化的改性的醋酸纖維素；(2)本發(fā)明得到的功能性改性醋酸纖維素，對煙氣吸附效果明顯，特別是對苯并芘等具有顯著的選擇性吸附效果，可以應用與工業(yè)化生產具有良好選擇性截留煙氣中有害成分的過濾嘴棒；(3)本發(fā)明工藝操作簡單，制備成本低，反應條件溫和，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產，具有良好的市場應用前景。

【具體實施方式】
[0012]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0013]實施例1
將0.1g 二醋酸纖維素與0.01g過氧化苯甲酰加入到IL的lg/L甲基丙烯酸甲酯的氯仿的反應溶液中，氮氣保護的條件下，50°C下反應0.5h，用水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為13%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測 ，其焦油能夠降低10%，苯并芘能夠降低19%。
[0014]實施例2
將10g 二醋酸纖維素與1g偶氮二異丁氰加入到IL的10g/L苯乙烯的甲苯的反應溶液中，氮氣保護的條件下，60°C下反應6h，用水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為8%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低13%，苯并芘能夠降低21%。
[0015]實施例3
將1g —醋酸纖維素與Ig過硫酸鈉加入到IL的100g/L甲基丙烯酸縮水甘油酯的乙醇的反應溶液中，氮氣保護的條件下，65°C下反應3h，用水和乙醇反復清洗后，真空干燥，SP得到接枝率為26%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低11%，苯并芘能夠降低17%。
[0016]實施例4
將50g —醋酸纖維素與Ig過氧化甲乙酮加入到IL的100g/L甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的環(huán)己烷的反應溶液中，氮氣保護的條件下，100°C下反應24h，用水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為32%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低12%，苯并芘能夠降低18%。
[0017]實施例5
將30g —醋酸纖維素與0.5g過硫酸銨加入到IL的50g/L甲基丙烯酸甲酯的乙醚的反應溶液中，氮氣保護的條件下，60°C下反應5h，用水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為29%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低11%，苯并芘能夠降低19%。
[0018]實施例6
將20g —醋酸纖維素與5g過氧化苯甲酰叔丁酯加入到IL的30g/L甲基丙烯酸縮水甘油酯的丙酮的反應溶液中，氮氣保護的條件下，30°C下反應24h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為19%的改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低12%，苯并芘能夠降低19%。
[0019]實施例7
將40g —醋酸纖維素與Ig過氧化氫加入到IL的60g/L苯乙烯的乙腈的反應溶液中，氮氣保護的條件下，60°C下反應12h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為33%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低13%，苯并芘能夠降低20%。
[0020]實施例8
將70g —醋酸纖維素與Sg過氧化苯甲酰叔丁酯加入到IL的80g/L甲基丙烯酸-2-羥基乙酯的四氫呋喃的反應溶液中，氮氣保護的條件下，65°C下反應9h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為22%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低10%，苯并芘能夠降低18%。
[0021]實施例9
將80g —醋酸纖維素與5g高錳酸鉀加入到IL的90g/L甲基丙烯酸甲酯的吡啶的反應溶液中，氮氣保護的條件下，55°C下反應3h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為50%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低11%，苯并芘能夠降低17%。
[0022]實施例10
將30g —醋酸纖維素與6g硝酸鈰銨加入到IL的100g/L甲基丙烯酸甲酯的二甲基亞砜的反應溶液中，氮氣保護的條件下，70°C下反應8h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為16%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低12%，苯并芘能夠降低21%。
[0023]實施例11
將40g —醋酸纖維素與7g重鉻酸鉀加入到IL的40g/L苯乙烯的N，N-二甲基甲酰胺的反應溶液中，氮氣保護的條件下，60°C下反應12h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為34%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低13%，苯并芘能夠降低19%。
[0024]實施例12
將50g —醋酸纖維素與Sg氯化鐵加入到IL的lg/L甲基丙烯酸甲酯的水的反應溶液中，氮氣保護的條件下，50°C下反應4h，水和乙醇反復清洗后，真空干燥，即得到接枝率為23%改性醋酸纖維素。將所得改性醋酸纖維素添加到濾嘴中，最終制得的卷煙產品，經過煙氣檢測，其焦油能夠降低11%，苯并芘能夠降低18%。
【權利要求】
1.一種疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，其特征在于具體反應如下:將單體溶解在溶劑中，配成單體溶液，然后加入醋酸纖維素及引發(fā)劑，在氮氣保護下反應，反應溫度為30-100°C，反應時間為0.5-24h，反應完成后將產物分離提純，即得到本發(fā)明改性醋酸纖維素； 所述的單體溶液中單體濃度為l-100g/L ;引發(fā)劑加入至濃度為0.01g/L-10g/L ;醋酸纖維素與單體溶液的質量體積比為0.l-100g/L ； 所述的單體為至少含有一種單乙烯基不飽和的疏水的低極性單體。
2.根據權利要求1所述的疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，其特征在于所述的醋酸纖維素為一醋酸纖維素或二醋酸纖維素，即其羥基乙酰化程度為0-2.8。
3.根據權利要求1所述的疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，其特征在于所述的單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸-2-羥基乙酯中的一種。
4.根據權利要求1所述的疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮、高錳酸鉀、硝酸鈰銨、重鉻酸鉀和氯化鐵中的一種。
5.根據權利要求1所述的疏水聚合物改性醋酸纖維素的制備方法，其特征在于所述的溶劑為水、乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、正己烷、環(huán)己烷、乙醚、丙酮、乙腈、四氫呋喃、吡啶、二甲基亞砜、N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺中的一種。
6.權利要求1所制備的改性醋酸纖維素作為制備卷煙過濾嘴棒的應用。
【文檔編號】C08F251/02GK104130355SQ201410343622
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權日:2014年7月18日
【發(fā)明者】王晉, 繆明明, 劉春波, 何沛, 王昆淼, 劉志華, 雷萍, 趙偉, 陳永寬 申請人:云南中煙工業(yè)有限責任公司