专利名称：香烟过滤嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝胶制备方法
技术领域：
本发明属于材料领域，特别涉及过滤嘴用材料。
背景技术：
羟丙基甲基纤维素(HPMC)又称羟丙甲纤维素，是一种天然纤维素衍生物，是非离子型纤维素混合醚，无臭、无味、无毒。HPMC溶于水及大多数极性溶剂和适当比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、无水乙醇不溶，在冷水中溶胀成澄清或微浊的胶体溶液。水溶液具有表面活性，透明度高、性能稳定。HPMC具有热凝胶性质，产品水溶液加热后形成凝胶析出，冷却后又溶解，不同规格的产品凝胶温度不同。由于HPMC具有良好的分散性、增稠性、保水性，被广泛用在涂料、日用化工、建材等行业。 聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)凝胶是单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与交联剂聚合形成的一种温敏性凝胶网络。近年来，有关PNIPAAm凝胶的报道与日俱增，其在药物控制释放、固定化酶、细胞培养、温敏开关膜等方面的潜在应用价值已引起世界各国学者浓厚的兴趣。PNIPAAm由于其大分子侧链上同时含有亲水性的酰胺基(一C0NH)和疏水性的异丙基(一CH(CH3)2),故线型PNIPAAm的水溶液及交联后的PNIPAAm水凝胶呈现出温度响应性，低临界溶解温度(LCST)约在30 36°C之间，其具体值与凝胶的组成及微观网络结构有关。当温度低于LCST时，分子间相互作用主要集中于PNIPAAm分子与水分子间的氢键作用。而当温度高于LCST时，水中PNIPAAm分子由于其分子间的相互作用和整个体系的憎水相互作用而发生蜷缩聚集。由此可见，低于LCST时链的亲水作用占据优势，而在高于LCST，水中的PNIPAAm分子由于内部疏水基团的相互作用将推动聚合物网络收缩，从而使体积发生突跃性变化。选择HPMC为添加剂，制备HPMC改性烟用PP纤维。研究添加剂用量对纤维改性效果的影响、表面改性后PP纤维的化学成分和表面形态的变化，以及改性后纤维对香烟烟气中有害成分的吸附情况。考虑到PNIPAAm凝胶的温敏效应，以PNIPAAm凝胶为载体，包裹HPMC,制备PNIPAAm/HPMC共混凝胶，并以此对烟嘴滤棒进行改性。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种香烟过滤嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝胶制备方法本发明技术方案如下所述PNIPAAm/HPMC共混凝胶的制备方法如下取HPMC溶解于25°C的温水中，HPMC溶液质量百分比为2_10%，上述溶液中加入单体NIPAAm，控制温度在30°C搅拌溶解，HPMC与单体NIPAAm的质量比为1:2_3，然后添加交联剂MBA，交联剂MBA添加量为单体NIPAAm质量的2_4%，控制温度在30°C搅拌并充N212-17min，控制温度在21-26°C下添加引发剂APS，引发剂APS的添加量为单体NIPAAm质量的O. 3-0. 5%，继续通N2约20min后控制温度在30-34°C加入促进剂TEMED，所述促进剂TEMED添加量为单体NIPAAm质量的O. 01-0. 05%,将上述溶液倒入自制的模具中。将模具放置在58-62 °C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝胶。将所制备的凝胶用无水乙醇和甲醇的混合液中浸泡3 5天，并定期换无水乙醇和甲醇，以除去未反应的NIPAAm单体及一些其它小分子。将共混凝胶烘干、粉碎得到PNIPAAm/HPMC共混凝胶。无水乙醇和甲醇的体积比为I: I。N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)过硫酸铵(APS)，N，N，N' N'-四甲基乙二胺(TEMED)。
图lPNIPAAm/HPMC共混凝胶滤嘴示意图
图2HPMC改性前后PP纤维的红外谱3HPMC改性前后PP纤维的SEM照片图4HPMC溶液浓度对纤维增重的影响图5HPMC溶液浓度对纤维回潮率的影响图6HPMC浓度对总粒相物和滤嘴过滤效率的影响图7HPMC浓度对烟碱吸附性能的影响图8HPMC浓度对焦油吸附性能的影响图9HPMC改性PP纤维抽烟前后的SEM照片图10不同HPMC含量共混凝胶的溶胀曲线图11共混凝胶对温度的可逆响应性
图12不同HPMC含量共混凝胶的温敏性图13凝胶化改性滤嘴对总粒相物的影响图14凝胶化改性滤嘴吸附过滤机理有益效果表I为由XPS计算出的HPMC改性前后PP纤维表面的元素百分含量。由表可见，在本研究条件下，改性纤维处理过程中，随着HPMC溶液浓度的增加，改性纤维表面O元素的含量增加，增加涂覆液浓度对增加涂覆效果有较好的帮助。表IHPMC改性PP纤维表面化学元素组成
权利要求
1.一种PNIPAAm/HPMC共混凝胶的制备方法，包括如下步骤取HPMC溶解于25°C的温水中，HPMC溶液质量百分比为2-10%，上述溶液中加入单体NIPAAm，控制温度在30°C搅拌溶解，HPMC与单体NIPAAm的质量比为1:2_3，然后添加交联剂MBA，交联剂MBA添加量为单体NIPAAm质量的2-4%，控制温度在30°C搅拌并充N212_17min，控制温度在21-26°C下添加引发剂APS，引发剂APS的添加量为单体NIPAAm质量的O. 3-0. 5%，继续通N2约20min后控制温度在30-34°C加入促进剂TEMED，所述促进剂TEMED添加量为单体NIPAAm质量的O. 01-0. 05%，将上述溶液倒入自制的模具中；将模具放置在58-62°C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝胶；将所制备的凝胶用无水乙醇和甲醇的混合液中浸泡3 5天，将共混凝胶烘干、粉碎，备用。
2.根据权利要求I所述的PNIPAAm/HPMC共混凝胶的制备方法，包括如下步骤 取HPMC溶解于25°C的温水中，HPMC溶液质量百分比8%，上述溶液中加入单体NIPAAm，控制温度在30°C搅拌溶解，HPMC与单体NIPAAm的质量比为1: 2，然后添加交联剂MBA，交联剂MBA添加量为单体NIPAAm质量的3%，控制温度在30°C搅拌并充N215min，控制温度 在25°C下添加引发剂APS，引发剂APS的添加量为单体NIPAAm质量的O. 4%，继续通N2约20min后控制温度在32°C加入促进剂TEMED，所述促进剂TEMED添加量为单体NIPAAm质量的O. 03%，将上述溶液倒入自制的模具中；将模具放置在60°C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝胶；将所制备的凝胶用无水乙醇和甲醇的混合液中浸泡4天，每12小时换无水乙醇和甲醇；将共混凝胶烘干、粉碎，备用。
3.根据权利要求I或2所述的PNIPAAm/HPMC共混凝胶的制备方法，所述无水乙醇和甲醇的体积比为1:1。
全文摘要
本发明属于材料领域，特别涉及过滤嘴用材料。本发明解决的技术问题是提供一种香烟过滤嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝胶制备方法，主要包括所述过滤嘴由PNIPAAm/HPMC共混凝胶和改性PP纤维组成，所述过滤嘴中PNIPAAm/HPMC共混凝胶与改性PP纤维的体积比为1:3。本发明的优点是可显著提高烟气中有害物质的吸附过滤效果，抽出烟气中总粒相物、烟碱、焦油含量均降低，过滤效率升高，对香烟减害有明显作用，并且可显著提高香烟的感官质量。
文档编号A24D3/10GK102952277SQ20121053694
公开日2013年3月6日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者王海涛, 魏俊富, 胡自强, 赵义平 申请人:张家口卷烟厂有限责任公司, 天津工业大学