一种有机-无机纳米纤维复合纸及其制备方法和应用_2

文档序号:9368905阅读:来源:国知局
纸,所 述有机-无机纳米纤维复合纸包括纸质基材以及沉积在纸质基材表面的纳米纤维,所述纳 米纤维的直径为100~500nm。
[0032] 进一步优选,纳米纤维的直径为100~300nm。
[0033] 本发明中的纸质基材采用纤维素纸,每平方米纸表面沉积的有机-无机纳米纤维 的质量为〇. 2~5g。
[0034] 纸质基材上沉积适当用量的纳米纤维,以获得最佳的HCN和氨的去除效果,作为 优选,每平方米纸表面沉积的有机-无机纳米纤维的质量为1. 5~5g。
[0035] 本发明还提供了一种卷烟滤棒,由所述的有机-无机纳米纤维复合纸制备而成。
[0036] 用制得的滤棒替代某规格市售卷烟中的通风沟槽滤棒生产试样烟,采用Cerulean SM450型吸烟机(Cerulean,UK)按照ISO 3308模式进行卷烟抽吸实验,并以同规格市售卷 烟为对照,抽吸容量为35. 0毫升,抽吸时间为2秒,抽吸间隔为58秒。
[0037] 本发明利用静电纺丝技术在纸质基材上沉积有机-无机纳米纤维,得到有机-无 机纳米纤维复合纸,复合纸中高比表面积的纳米纤维以及无机组分对卷烟烟气中的HCN和 氨具有较强的吸附作用,采用有机-无机纳米纤维复合纸的试样烟与同规格的市售卷烟相 比,卷烟主流烟气中HCN的释放量降低12% -36%、氨释放量降低10% -39%。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明实施例1制备得到的纳米纤维复合纸的SM图。
【具体实施方式】
[0039] 通过以下实施例对本发明做更详细的描述,但所述实施例不构成对本发明的限 制。
[0040] 实施例1
[0041] 选择丙烯酸摩尔含量为90%、数均分子量为5000g/mol的丙烯腈和丙烯酸的共聚 物为聚合物,将聚合物溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入CaCl 2,搅拌混合均匀,静置脱 泡,制得聚合物质量分数为5 %,CaCl2质量分数为1 %的纺丝液(即聚合物与纺丝液的质量 比为5:100, CaCl2与纺丝液的质量比为3:100)。
[0042] 调节纺丝电极铁丝与纤维素纸之间的距离(即接收距离)为15cm,调节纺丝电压 为32kV,然后将纺丝液置于无针头式静电纺丝机的载液槽中,设定纤维素纸的卷绕速率为 100m/min。纤维素纸进入静电纺丝腔前,其表面喷涂有0. 5M的Na2OVK溶液。
[0043] 开启电源至设定电压,纺丝液形成直径为450 ± IOnm的纳米纤维,并沉积在用于 接收的连续运动的纤维素纸表面,经红外灯烘干5s后卷绕,即制得有机-无机纳米纤维复 合纸,其中每平方米纸表面沉积的有机-无机纳米纤维的质量为〇. 4±0. 1克,典型电镜照 片见图1。
[0044] 最后将所制得的有机-无机纳米纤维复合纸用于卷烟通风沟槽滤棒的制备,并进 一步制备试样烟,将卷制的试样烟采用CeruleanSM450型吸烟机按照IS03308模式进行卷 烟抽吸实验,测定主流烟气中HCN和氨的释放量。采用同规格的市售卷烟作为对照卷烟,结 果见表1。
[0045] 抽吸实验中设定抽吸容量为35mL,抽吸时间为2s,抽吸间隔为58s,以下实施例如 无特殊说明,均采用相同的实验条件。
[0046] 实施例2
[0047] 选择丙烯酸摩尔含量为10%、数均分子量为60000g/mol的甲基丙烯酸甲酯和丙 烯酸的共聚物为聚合物,将聚合物溶解于N,N-二甲基乙酰胺中,然后加入CaCl 2,搅拌混合 均匀,静置脱泡,制得聚合物质量分数为8%,CaCl2质量分数为3%的纺丝液。
[0048] 调节纺丝电极铁丝与纤维素纸之间的距离为15cm,调节纺丝电压为35kV,然后将 纺丝液置于无针头式静电纺丝机的载液槽中,设定纤维素纸的卷绕速率为l〇〇m/min。纤维 素纸进入静电纺丝腔前,其表面喷涂有0.1 M的Na2OVK溶液。
[0049] 开启电源至设定电压,纺丝液形成直径为180±15nm的纳米纤维,并沉积在用于 接收的连续运动的纤维素纸表面,经红外灯烘干5s后卷绕,即制得有机-无机纳米纤维复 合纸,其中每平方米纸表面沉积的纳米纤维的质量为〇. 9±0. 1克。
[0050] 最后将所制得的有机-无机纳米纤维复合纸用于卷烟通风沟槽滤棒的制备,并进 一步制备试样烟,将卷制的试样烟采用CeruleanSM450型吸烟机按照IS03308模式进行卷 烟抽吸实验,测定主流烟气中HCN和氨的释放量。采用同规格的市售卷烟作为对照卷烟,结 果见表1。
[0051] 实施例3
[0052] 选择丙烯酸摩尔含量为30%、数均分子量为10000g/m〇l的苯乙烯和丙烯酸的共 聚物为聚合物,将聚合物溶解于N,N-二甲基乙酰胺中,然后加入CaCl 2,搅拌混合均匀,静置 脱泡,制得聚合物质量分数为8%,CaCl2质量分数为3%的纺丝液。
[0053] 调节纺丝电极铁丝与纤维素纸之间的距离为25cm,调节纺丝电压为50kV,然后将 纺丝液置于无针头式静电纺丝机的载液槽中,设定纤维素纸的卷绕速率为l〇〇m/min。纤维 素纸进入静电纺丝腔前,其表面喷涂有0.0 lM的Na2OVK溶液。
[0054] 开启电源至设定电压,纺丝液形成直径为200± IOnm的纳米纤维,并沉积在用于 接收的连续运动的纤维素纸表面,经红外灯烘干60s后卷绕,即制得有机-无机纳米纤维复 合纸,其中每平方米纸表面沉积的纳米纤维的质量为〇. 5±0. 1克。
[0055] 最后将所制得的有机-无机纳米纤维复合纸用于卷烟通风沟槽滤棒的制备,并进 一步制备试样烟,将卷制的试样烟采用CeruleanSM450型吸烟机按照IS03308模式进行卷 烟抽吸实验,测定主流烟气中HCN和氨的释放量。采用同规格的市售卷烟作为对照卷烟,结 果见表1。
[0056] 实施例4
[0057] 选择丙烯酸摩尔含量为50%、数均分子量为20000g/mol的苯乙烯和丙烯酸的共 聚物为聚合物,将聚合物溶解于二甲基亚砜中,然后加入CaCl 2,搅拌混合均匀,静置脱泡, 制得聚合物质量分数为10%,CaCl2质量分数为5%的纺丝液。
[0058] 调节纺丝电极铁丝与纤维素纸之间的距离为15cm,调节纺丝电压为32kV,然后将 纺丝液置于无针头式静电纺丝机的载液槽中,设定纤维素纸的卷绕速率为l〇〇m/min。纤维 素纸进入静电纺丝腔前,其表面喷涂有0. 7M的(NH4)2OVK溶液。
[0059] 开启电源至设定电压,纺丝液形成直径为450± 15nm的纳米纤维,并沉积在用于 接收的连续运动的纤维素纸表面,经红外灯烘干5s后卷绕,即制得有机-无机纳米纤维复 合纸,其中每平方米纸表面沉积的纳米纤维的质量为I. 5±0. 1克。
[0060] 最后将所制得的有机-无机纳米纤维复合纸用于卷烟通风沟槽滤棒的制备,并进 一步制备试样烟,将卷制的试样烟采用CeruleanSM450型吸烟机按照IS03308模式进行卷 烟抽吸实验,测定主流烟气中HCN和氨的释放量。采用同规格的市售卷烟作为对照卷烟,结 果见表1。
[0061] 实施例5
[0062] 选择丙烯酸摩尔含量为60%、数均分子量为50000g/mol的聚环氧乙烷和丙烯酸 的共聚物为聚合物,将聚合物溶解于N-甲基吡咯烷酮中,然后加入CaCl 2,搅拌混合均匀,静 置脱泡,制得聚合物质量分数为16%,CaCl2质量分数为7%的纺丝液。
[0063] 调节纺丝电极铁丝与纤维素纸之间的距离为15cm,调节纺丝电压为35kV,然后将 纺丝液置于无针头式静电纺丝机的载液槽中,设定纸的卷绕速率为l〇〇m/min。纸进入静电 纺丝腔前,其表面喷涂有〇. 2M的(NH4)2OVK溶液。
[0064] 开启电源至设定电压,纺丝液形成直径为120± IOnm的纳米纤维,并沉积在用于 接收的连续运动的纤维素纸表面,经红外灯烘干5s后卷绕,即制得有机-无机纳米纤维复 合纸
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