聚乳酸纤维在改性香烟滤嘴中的性能研究

聚乳酸纤维在改性香烟滤嘴中的性能研究

【摘要】现代科学研究表明，卷烟焦油中存在着微量可能致癌和诱发癌症的物质[1]。烟气焦油由于烟支的不完全燃烧及其裂解反应而产生了成分复杂的物质，如稠环芳烃、苯并芘、酚类等均为致癌物和癌症促进物。因此努力降低卷烟烟气中的焦油已成为卷烟工业的主攻课题[2]。近年来人们对天然生物降解高分子材料的研究越来越重视，由于聚乳酸PLA价廉物美，可生物降解，对人体无毒，具有良好的透气性、芯吸性及弹性，发烟量少、燃烧热低等等这些特点，为PLA被作为可吸食性的滤嘴研究提供了可行性。我们考虑把其应用到改性醋酸纤维过滤嘴的研究中，而目前国内外关于这方面的研究还没有。本论文系统研究了聚乳酸纤维过滤嘴的焦油化实验，验证聚乳酸纤维是否具有吸附焦油的能力。

【关键词】聚乳酸纤维；生物降解；焦油化实验

1 实验部分

1.1 原料与试剂

紫外可见分光光度计（TU-1800spc，北京普析通用仪器有限责任公司）；可见分光光度计（VIS-723型，上海精密科学仪器有限公司）；扫描电子显微镜（S-3400N，Hitachi）。

1.2 纤维物理化学性能的测定

1.2.1 燃烧性能的测定

参照ZB W 04004.2-89。

1.2.2 纤维吸附焦油的测定

（１）紫外光谱的测定

在200nm～500 nm扫描范围内，以四氯化碳为参比溶液，分别测定未经吸收和经过吸收的聚乳酸纤维滤嘴的紫外光谱。

（2）分光光度法测定焦油

在330 nm～800 nm扫描范围内，分别测定未经吸收和经过吸收的聚乳酸纤维滤嘴的吸光度，找出两者的最大吸收波长，在此波长下，以四氯化碳为参比溶液，分别测定未经吸收和经过吸收的聚乳酸纤维滤嘴的吸光度。

（３）扫描电子显微镜（SEM）

在扫描电子显微镜下观察未经抽吸和经过抽吸的聚乳酸纤维过滤嘴的微观状态，看其吸附情况。

2 实验结果与讨论

２.１醋酸纤维与聚乳酸纤维燃烧性能的比较

燃烧结果如表1所示，PLA纤维在燃烧时较少的烟雾，在燃烧的瞬间产生很大的收缩力，体积缩小以远离火源。

表1 醋酸纤维与聚乳酸纤维燃烧实验的结果

２.２紫外光谱法

图1为未经抽吸的滤嘴与经抽吸过的滤嘴的紫外吸收光谱图，由图可以发现未经抽吸的滤嘴和经抽吸过的滤嘴在260nm左右都有一吸收峰，吸光度分别为0.136、0.928，经抽吸过的滤嘴所产生的峰的吸光度比未经抽吸的滤吸嘴所产生的峰的吸光度大，证明了滤嘴中吸附了一部分焦油混合气体中的某些物质。

图1 未经抽吸的滤嘴与经抽吸过的滤嘴的

紫外吸收光谱

2.3 分光光度法

图2 未经抽吸的滤嘴与抽吸后的滤嘴的吸收曲线

图2为未经抽吸与抽吸后的聚乳酸纤维滤嘴的吸收曲线。可以发现未经抽吸和经抽吸过的滤嘴在674nm附近都有一吸收峰，这可能是滤嘴中本来就带有的杂质峰；同时在335nm左右也都有一吸收峰，吸光度分别为0.118、0.304，抽吸后的滤嘴的吸光度比未经抽吸的滤嘴的吸光度大，可能是滤嘴吸附了一部分焦油混合气体中的某些物质所致。

图3 未抽吸图４经抽吸

（放大1000倍）（放大3000倍）

2.4 聚乳酸纤维的SEM照片

图3为未经抽吸的聚乳酸纤维的SEM照片，可以发现纤维表面比较光滑。图4为放大3000倍数下经抽吸后的聚乳酸纤维的形态，可以发现纤维表面有很

多细小的颗粒，结果说明了聚乳酸纤维对焦油有一定的吸附。

3 结论

３.１通过燃烧实验、红外光谱、分子量测定等，发现醋酸纤维和聚乳酸纤维的某些物理、化学性能是相似的。

３.２通过紫外光谱、可见光分光光度计、SEM的测定，发现聚乳酸纤维可以吸收一部分焦油。

【参考文献】

［1］金闻博,戴亚．烟草化学[M]．北京：清华大学出版社，1994：1-3.

［2］谢笑天,郑萍,王建,栾小昆,谢有畅,朱月香．纳米吸附剂在卷烟降焦中的应用研究[J]．云南化工，2002，29(3)：1-3.

［3］何虹．环保生物降解型聚乳酸(PLA)纤维[J]．天津纺织科技，2005，2：11-17.