環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用的製作方法

2023-06-01 16:35:46

環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及捲菸減害【技術領域】，尤其涉及環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用。本發明公開了環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用。環糊精聚合物既較好地保持了環糊精的包絡和識別能力，又兼具聚合物較好的機械強度、穩定性和化學可調性等，而且環糊精空腔與聚合物網絡的協同作用進一步提高了聚合物材料的吸附性能。本發明的另外公開一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴。本發明用作捲菸濾嘴添加劑可選擇性降低煙氣中的苯酚含量，達到降低捲菸危害的作用，同時保持了捲菸的內在品質。本發明還提供一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸。
【專利說明】環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及捲菸減害【技術領域】，尤其涉及環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣 中苯酚含量的應用。

【背景技術】
[0002] 捲菸煙氣中酚類物質有40多種，其中最主要的包括苯酚、苯二酚和甲基苯酚等。 煙氣酚類化合物主要來源於菸葉中多酚類化合物(綠原酸和芸香苷）的裂解，對捲菸的香氣 品質有很重要的作用。但有些酚類物質具有促癌作用，而且苯酚等還有難聞的氣味，對捲菸 感官評吸不利。苯酚、間甲苯酚、對甲苯酚、鄰甲苯酚、間苯二酚、兒茶酚被Hoffman名單收 錄，列入降低捲菸危害性的推薦性控制成分。
[0003] 基於以上研究背景，降低煙氣中苯酚的研究是捲菸減害技術中一項重要的研究領 域。目前，降低煙氣中苯酚的方法主要採用的是吸附的方法。現有技術應用的吸附劑主要 為表面積較大的多孔材料，在吸附、截留苯酚的同時，還會吸附煙氣中部分的致香成分和煙 氣水分，導致捲菸抽吸時容易產生刺激、香氣量不足、香氣質下降，嚴重影響捲菸抽吸品質。 圍繞著捲菸濾嘴對捲菸減害和改善捲菸煙香吸味的影響，科研工作者進行了大量的研究工 作。其中，複合濾嘴的開發成功使減害添加劑在菸草中的應用得以實現，為控制焦油含量或 選擇性去除煙氣有害成份提供了一種有效途徑。
[0004]P-環糊精W-CD)是一個中空錐柱狀低聚糖，由七個4C1構象的吡喃葡萄糖單元 組成，包含眾多具有化學反應性的羥基。所有仲羥基都排在錐柱狀分子的一個截面，而伯羥 基都排在另一個截面。
[0005] 從結構上看，環糊精由親水性外沿和疏水性內腔構成，其中親水性外沿使其在水 中有一定的溶解度，環狀結構和疏水性內腔使其可以容納許多有機或無機化合物分子，形 成非共價鍵結合的主_客體絡合物，即包結絡合物。一般來說，P-CD的空腔尺寸適合包結 單環芳烴(苯酚[13]、鄰-甲氧基苯酚等)。環糊精的主客體作用功能早就被人們熟知，因此也 最早被科研人員想到用於去除對人體有害的酚類化合物。李丕高等發明了一種含有￠-環 糊精三醋酸甘油酯懸浮液的濾嘴，並與活性炭複合濾嘴和普通醋纖濾嘴的過濾效果進行對 t匕。結果表明，接裝￠-環糊精濾嘴的捲菸較普通醋纖濾嘴捲菸的總粒相物降低了 13. 17%、 焦油降低14. 15%、菸鹼降低4. 20%。與活性炭複合濾嘴捲菸相比，總粒相物降低了 4. 65%、焦 油降低5. 52%、菸鹼降低1. 79%。中國專利CN102805425A報導了在製備二元、三元複合濾棒 中添加￠-胡蘿蔔素/￠-環糊精包合物，能顯著降低捲菸煙氣中苯酚的釋放量。中國專利 CN102793272A報導了茶多酚/P-環糊精包合物作為捲菸濾嘴添加劑在降低捲菸煙氣酚類 化合物中的用途。中國專利CN103027378A報導了降低捲菸煙氣中苯酚的複合添加劑及其 製備方法和用途，複合添加劑為含有環糊精和荊芥揮髮油的荊芥揮髮油環糊精包合物。
[0006] 由於￠-環糊精本身的機械強度弱，其在應用上受到一定限制。為了利用￠-環 糊精的空腔並克服￠-環糊精本身存在的缺點，科研人員合成了環糊精聚合物。但是環糊 精聚合物對捲菸煙氣中的有害酚類成分是否具有吸附脫除作用，目前尚未見報導。


【發明內容】

[0007] 針對上述【背景技術】存在的不足，本發明的第一個目的就是提供環糊精聚合物用於 選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用。本發明環糊精聚合物既較好地保持了環糊精的包 絡和識別能力，又兼具聚合物較好的機械強度、穩定性和化學可調性等，而且環糊精空腔與 聚合物網絡的協同作用進一步提高了聚合物材料的吸附性能。本發明的第二個目的就是提 供一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴。本發明用作捲菸濾嘴添加劑可選 擇性降低煙氣中的苯酚含量，達到降低捲菸危害的作用，同時保持了捲菸的內在品質。本發 明的第三個目的就是提供一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸。
[0008] 為了實現上述的第一個目的，本發明採用了以下的技術方案： 環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用，所述的環糊精聚合物包括 環糊精作為側鏈連接到聚合物上形成的樹狀聚合物，長鏈聚合物串起多個環糊精分子的管 狀聚合物，環糊精和其它共聚單體的線形共聚物，以及環糊精與交聯劑反應生成的交聯聚 合物的一種或幾種的組合。
[0009] 作為優選，所述的環糊精為a-環糊精、￠-環糊精或Y-環糊精的一種或幾種的 組合。
[0010] 為了實現上述的第二個目的，本發明採用了以下的技術方案： 一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴，該捲菸濾嘴中添加環糊精聚合 物，所述的環糊精聚合物包括環糊精作為側鏈連接到聚合物上形成的樹狀聚合物，長鏈聚 合物串起多個環糊精分子的管狀聚合物，環糊精和其它共聚單體的線形共聚物，以及環糊 精與交聯劑反應生成的交聯聚合物的一種或幾種的組合。
[0011] 作為優選，所述的環糊精為a-環糊精、環糊精或Y-環糊精的一種或幾種的 組合。
[0012] 作為優選，所述的環糊精聚合物的粒度為40-100目。
[0013] 作為優選，所述的環糊精聚合物在捲菸濾嘴中的添加量範圍為5_25mg/支煙。
[0014] 為了實現上述的第三個目的，本發明採用了以下的技術方案： 一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸，該捲菸的濾嘴採用上述的捲菸濾 嘴。
[0015] 與現有技術相比，本發明具有如下優點： (1) 環糊精聚合物材料中存在著三種孔隙。比如￠-環糊精聚合物，￠-環糊精體內的 孔隙、￠-環糊精體間的孔隙以及環糊精高分子鏈間的孔隙。其中￠-環糊精體內的孔隙 直徑在微孔範圍，￠-環糊精間的孔徑則在介孔範圍，￠-環糊精高分子鏈間的孔徑則在大 孔範圍；微米級的孔隙和聚合物結構非常有利於煙氣傳輸，納米級的孔隙結構使材料的表 面積大幅度增加，便於煙氣與材料充分接觸； (2) 環糊精聚合物是固體，可均勻添加到濾棒中，添加量小，可操作性強； (3) 環糊精聚合物作為濾嘴添加劑可選擇性降低捲菸煙氣中苯酚釋放量。

【具體實施方式】
[0016] 下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的內容不局限於此。
[0017] 實施例1、水溶性￠-環糊精聚合物的製備 將95mL50%的NaOH水溶液、95mL水和0. 2gNaBH4加入裝有機械攪拌器的500mL三口圓底燒瓶中。室溫下加入90g￠-環糊精，500rpm下攪拌過夜，使它完全溶解。在 30°C下加入30mL水，隨後迅速加入62. 5mL環氧氯丙烷，4小時後加入100mL丙酮終止 反應，加入鹽酸將體系pH值調節至12。移去沒有反應的環氧氯丙烷，50°C、350rpm下攪拌 6小時，隨後加入鹽酸將溶液pH值調節至7,室溫攪拌過夜。最終產物在純水中使用透析膜 (截留相對分子質量8000)反覆透析五遍，濃縮乾燥後，粉碎，經過40目和100目篩子過篩， 最終得到顆粒大小為40?100目的P-環糊精聚合物球狀顆粒。
[0018] 將製備的￠-環糊精聚合物球狀顆粒作為捲菸濾嘴添加劑製備複合醋纖棒，用制 備的複合醋纖濾棒替代某規格市售捲菸中的普通醋纖濾棒生產試樣煙1#。將卷制的試樣煙 1#採用CeruleanSM450型吸菸機按照ISO3308模式進行捲菸抽吸實驗，測定主流煙氣中 酚類化合物的釋放量，並與該規格的市售捲菸相對照，結果見表1。
[0019] 表1、試樣煙1#的主流煙氣苯酚釋放量

【權利要求】
1. 環糊精聚合物用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的應用，所述的環糊精聚合物包 括環糊精作為側鏈連接到聚合物上形成的樹狀聚合物，長鏈聚合物串起多個環糊精分子的 管狀聚合物，環糊精和其它共聚單體的線形共聚物，以及環糊精與交聯劑反應生成的交聯 聚合物的一種或幾種的組合。
2. 根據權利要求1所述的應用，其特徵在於：所述的環糊精為a -環糊精、0 -環糊精 或環糊精的一種或幾種的組合。
3. -種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴，其特徵在於：該捲菸濾嘴中 添加環糊精聚合物，所述的環糊精聚合物包括環糊精作為側鏈連接到聚合物上形成的樹狀 聚合物，長鏈聚合物串起多個環糊精分子的管狀聚合物，環糊精和其它共聚單體的線形共 聚物，以及環糊精與交聯劑反應生成的交聯聚合物的一種或幾種的組合。
4. 根據權利要求3所述的一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴，其特 徵在於：所述的環糊精為a-環糊精、￠-環糊精或Y-環糊精的一種或幾種的組合。
5. 根據權利要求3或4所述的一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴， 其特徵在於：所述的環糊精聚合物的粒度為40-100目。
6. 根據權利要求3或4所述的一種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸濾嘴， 其特徵在於：所述的環糊精聚合物在捲菸濾嘴中的添加量範圍為5-25mg/支煙。
7. -種用於選擇性降低捲菸煙氣中苯酚含量的捲菸，其特徵在於：該捲菸的濾嘴採用 權利要求3~6任意一項權利要求所述的捲菸濾嘴。
【文檔編號】A24B15/30GK104473324SQ201410565780
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】徐建, 周國俊, 李霞, 黃芳芳, 戴路, 沈凱, 劉金莉 申請人:浙江中煙工業有限責任公司