一种烟用聚合物气凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种烟用聚合物气凝胶及其制备方法和应用，所述烟用聚合物气凝胶的制备原料按重量份数计包括纳米纤维素5

【技术实现步骤摘要】
一种烟用聚合物气凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于加热卷烟
，具体涉及一种烟用聚合物气凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]作为一类发展势头较好的新型烟草制品，加热卷烟具有“加热烟丝而非燃烧烟丝”的特点，其烟草材料绝大多数是以烟草薄片(再造烟叶)的形式使用。烟草薄片是加热卷烟制品的核心材料，其制作过程需要施加一定比例的发烟剂，即起到模拟传统卷烟“发烟”的效果。
[0003]CN115226927A公开了一种加热卷烟用芯材、芯材的制备方法及加热卷烟，所述芯材是由竹材经过酶解、搓丝处理得到的竹纤维为载体，与发烟剂、产香剂混合后制备而成，所述发烟剂为甘油、改性甘油、新型发烟剂中的一种或多种，所述产香剂为烟草提取物类、天然植物提取物类、人工合成香料中的一种或一种以上的混合。本专利技术的一种加热卷烟用芯材、芯材的制备方法及加热卷烟，以本方法制备的竹纤维为载体，能够减少在加热条件下由烟芯材料带来的木质杂气，同时经生物和机械耦合处理得到的竹纤维结构蓬松，具有更好的吸附和负载能力，能够负载更多的发烟剂和产香剂，能有效改善烟气的感官质量。
[0004]CN113633011A公开了一种颗粒型加热卷烟的制备方法，加热卷烟所用烟草颗粒原料主要由烟粉、发烟剂等组成，烟草颗粒添加于加热卷烟中抽吸时，容易产生喉部干燥感、刺激等不良影响的问题。本专利技术针对以上问题，创新性的以水合性有机酸盐为保润剂、1,2
‑
丙二醇和甘油为发烟剂的方法制备加热卷烟烟草颗粒，在加热卷烟常用的加热温度范围400℃以下/以内，依据烟具加热温度的不同，在特定温度下释放出水分，达到水分释放量的精细控制目的。
[0005]然而上述加热卷烟中添加发烟剂后虽说烟雾量有所增加，但所用发烟剂吸湿性较高，进而使加热卷烟极易受潮，影响加热卷烟的外观质量，还对烟支与烟具的匹配性有所影响。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种烟用聚合物气凝胶及其制备方法和应用。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种烟用聚合物气凝胶，所述烟用聚合物气凝胶的制备原料按重量份数计包括纳米纤维素5
‑
25份和聚乙二醇1
‑
5份。
[0009]本专利技术中，所述纳米纤维素和聚乙二醇均具有生物相容性，且纳米纤维素具有较大的比表面积、较高的杨氏模量、超强的吸附能力，两者配合得到的气凝胶可以很好的负载加热卷烟中的发烟剂等材料，不仅可以在不减少烟雾量的同时实现减少烟草薄片中发烟剂的添加量，且该材料对烟气中有害物质氨具有明显的吸附作用。
[0010]本专利技术的烟用聚合物气凝胶中所述纳米纤维素的添加量可以为6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份或24份等；
[0011]所述聚乙二醇的添加量可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等。
[0012]优选地，所述聚乙二醇包括聚乙二醇6000、聚乙二醇8000或聚乙二醇10000中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，所述纳米纤维素为改性纳米纤维素。
[0014]优选地，所述改性纳米纤维素通过低共熔溶剂预处理木质纤维素得到。
[0015]本专利技术中低共熔溶剂(DESs)具有液态温度范围宽、蒸汽压低、化学和热稳定性好、溶解性强等优点，其较容易渗透进纤维束中，使纤维素高度润胀，增加纤维素的比表面积，使氯化胆碱更容易接触到暴露出的羟基，并于羟基反应，在纤维素表面上引入阳离子电荷，阳离子电荷可以与氨发生反应，可有效吸附烟气中的氨。此外，低共熔溶剂中的羟基、羰基等基团与氨可形成氢键，从而对烟气中氨的吸附发挥一定作用。
[0016]本专利技术中，通过低共熔溶剂对木质纤维素进行改性，不仅可以使改性后的纤维素纳米化程度更高，具有较好的分散稳定性，且可以在处理过程中通过酯化的作用在纤维表面引入了羧基，进而可以与聚乙二醇更好的交联反应。
[0017]优选地，所述木质纤维素包括烟草纤维素。
[0018]本专利技术中，所述木质纤维素使用烟草纤维素，其原料为烟梗废弃物，这在很大程度上节约了烟叶的使用量，降低了卷烟产品中的焦油含量。在保持卷烟产品内部品质与抽吸过程舒适感的同时促进了烟草行业整体产品结构朝着更健康、更清洁的方向发展，同时将卷烟加工过程中产生的废弃物充分回收，有利于烟草纤维的综合利用，创造出高值化的产品，在实际生产过程中也可以通过对烟草纤维加工工艺的改进，充分发挥烟草纤维可塑性强的优点，提升烟草产品的品质，探索烟草纤维原料在更多领域中的应用也成为了促进烟草资源综合利用、提升经济效益的必然举措。
[0019]本专利技术中，所述烟草纤维素以卷烟加工过程中回收而来的烟梗废弃物作为纤维原料，采用化学方法提取烟草纤维：预处理
→
碱处理
→
焖煮
→
洗漂白
→
酸洗，所述方法步骤简单，且所用原料成本非常低。
[0020]优选地，所述低共熔溶剂的制备原料包括氯化胆碱和草酸。
[0021]优选地，所述低共熔溶剂的制备方法包括将氯化胆碱与草酸搅拌下进行反应，反应至体系透明即得。
[0022]优选地，所述氯化胆碱和草酸的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)，例如可以为1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。
[0023]优选地，所述反应的温度为85
‑
95℃，例如可以为86℃、88℃、90℃、92℃或94℃等。
[0024]优选地，所述改性纳米纤维素的制备方法包括将木质纤维素加入到低共熔溶剂中，搅拌下进行反应，反应结束后进行冷却，过滤、洗涤后即得。
[0025]优选地，所述木质纤维素与低共熔溶剂的料液比为1:(10
‑
40)g/mL，例如可以为1:12g/mL、1:15g/mL、1:18g/mL、1:20g/mL、1:22g/mL、1:25g/mL、1:28g/mL、1:30g/mL、1:32g/mL、1:35g/mL或1:38g/mL等。
[0026]优选地，所述反应的温度为95
‑
110℃，例如可以为96℃、98℃、100℃、102℃、104℃、106℃或108℃等。
[0027]优选地，所述反应的时间为1.5
‑
3h，例如可以为1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h或2.8h等。
[0028]优选地，所述冷却至温度为25
‑
30℃，例如可以为25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等。
[0029]优选地，所述洗涤至pH为6
‑
7，例如可以为6.1、6.3、6.5、6.7或6.9等。
[0030]上述各项数值范围内的其他具体点值均可选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟用聚合物气凝胶，其特征在于，所述烟用聚合物气凝胶的制备原料按重量份数计包括纳米纤维素5
‑
25份和聚乙二醇1
‑
5份。2.如权利要求1所述的烟用聚合物气凝胶，其特征在于，所述聚乙二醇包括聚乙二醇6000、聚乙二醇8000或聚乙二醇10000中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述纳米纤维素为改性纳米纤维素；优选地，所述改性纳米纤维素通过低共熔溶剂预处理木质纤维素得到；优选地，所述低共熔溶剂的制备原料包括氯化胆碱和草酸。3.如权利要求2所述的烟用聚合物气凝胶，其特征在于，所述低共熔溶剂的制备方法包括将氯化胆碱与草酸进行反应，反应至体系透明即得；优选地，所述氯化胆碱和草酸的摩尔比为1:(0.5
‑
1.5)；优选地，所述反应的温度为85
‑
95℃。4.如权利要求2或3所述的烟用聚合物气凝胶，其特征在于，所述改性纳米纤维素的制备方法包括将木质纤维素加入到低共熔溶剂中，搅拌下进行反应，反应结束后进行冷却，过滤、洗涤后即得。5.如权利要求4所述的烟用聚合物气凝胶，其特征在于，所述木质纤维素与低共熔溶剂的料液比为1:(10
‑
40)g/mL；优选地，所述反应的温度为95
‑
110℃；优选地，所述反应的时间为1.5
‑
3h；优选地，所述冷却至温度为25
‑
30℃；优选地，所述洗涤至pH为6
‑
7。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的烟用聚合物气凝胶的制备方法，其特征在于，所述烟用聚合物气凝胶的制备方法包括将纳米纤维素和聚乙二醇搅拌下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉坤，徐冬梅，韩云龙，杜仲平，熊党安，邢亚伟，师东方，陆苗苗，袁广翔，朱亚峰，庄海涛，窦昆鹏，邵长营，
申请(专利权)人：江苏中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：