專利名稱：香煙過濾嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝膠制備方法
技術領域：
本發明屬于材料領域，特別涉及過濾嘴用材料。
背景技術：
羥丙基甲基纖維素(HPMC)又稱羥丙甲纖維素，是一種天然纖維素衍生物，是非離子型纖維素混合醚，無臭、無味、無毒。HPMC溶于水及大多數極性溶劑和適當比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、無水乙醇不溶，在冷水中溶脹成澄清或微濁的膠體溶液。水溶液具有表面活性，透明度高、性能穩定。HPMC具有熱凝膠性質，產品水溶液加熱后形成凝膠析出，冷卻后又溶解，不同規格的產品凝膠溫度不同。由于HPMC具有良好的分散性、增稠性、保水性，被廣泛用在涂料、日用化工、建材等行業。 聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)凝膠是單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)與交聯劑聚合形成的一種溫敏性凝膠網絡。近年來，有關PNIPAAm凝膠的報道與日俱增，其在藥物控制釋放、固定化酶、細胞培養、溫敏開關膜等方面的潛在應用價值已引起世界各國學者濃厚的興趣。PNIPAAm由于其大分子側鏈上同時含有親水性的酰胺基(一C0NH)和疏水性的異丙基(一CH(CH3)2),故線型PNIPAAm的水溶液及交聯后的PNIPAAm水凝膠呈現出溫度響應性，低臨界溶解溫度(LCST)約在30 36°C之間，其具體值與凝膠的組成及微觀網絡結構有關。當溫度低于LCST時，分子間相互作用主要集中于PNIPAAm分子與水分子間的氫鍵作用。而當溫度高于LCST時，水中PNIPAAm分子由于其分子間的相互作用和整個體系的憎水相互作用而發生蜷縮聚集。由此可見，低于LCST時鏈的親水作用占據優勢，而在高于LCST，水中的PNIPAAm分子由于內部疏水基團的相互作用將推動聚合物網絡收縮，從而使體積發生突躍性變化。選擇HPMC為添加劑，制備HPMC改性煙用PP纖維。研究添加劑用量對纖維改性效果的影響、表面改性后PP纖維的化學成分和表面形態的變化，以及改性后纖維對香煙煙氣中有害成分的吸附情況。考慮到PNIPAAm凝膠的溫敏效應，以PNIPAAm凝膠為載體，包裹HPMC,制備PNIPAAm/HPMC共混凝膠，并以此對煙嘴濾棒進行改性。
發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種香煙過濾嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝膠制備方法本發明技術方案如下所述PNIPAAm/HPMC共混凝膠的制備方法如下取HPMC溶解于25°C的溫水中，HPMC溶液質量百分比為2_10%，上述溶液中加入單體NIPAAm，控制溫度在30°C攪拌溶解，HPMC與單體NIPAAm的質量比為1:2_3，然后添加交聯劑MBA，交聯劑MBA添加量為單體NIPAAm質量的2_4%，控制溫度在30°C攪拌并充N212-17min，控制溫度在21-26°C下添加引發劑APS，引發劑APS的添加量為單體NIPAAm質量的O. 3-0. 5%，繼續通N2約20min后控制溫度在30-34°C加入促進劑TEMED，所述促進劑TEMED添加量為單體NIPAAm質量的O. 01-0. 05%,將上述溶液倒入自制的模具中。將模具放置在58-62 °C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝膠。將所制備的凝膠用無水乙醇和甲醇的混合液中浸泡3 5天，并定期換無水乙醇和甲醇，以除去未反應的NIPAAm單體及一些其它小分子。將共混凝膠烘干、粉碎得到PNIPAAm/HPMC共混凝膠。無水乙醇和甲醇的體積比為I: I。N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺(MBAA)過硫酸銨(APS)，N，N，N' N'-四甲基乙二胺(TEMED)。
圖lPNIPAAm/HPMC共混凝膠濾嘴示意圖
圖2HPMC改性前后PP纖維的紅外譜3HPMC改性前后PP纖維的SEM照片圖4HPMC溶液濃度對纖維增重的影響圖5HPMC溶液濃度對纖維回潮率的影響圖6HPMC濃度對總粒相物和濾嘴過濾效率的影響圖7HPMC濃度對煙堿吸附性能的影響圖8HPMC濃度對焦油吸附性能的影響圖9HPMC改性PP纖維抽煙前后的SEM照片圖10不同HPMC含量共混凝膠的溶脹曲線圖11共混凝膠對溫度的可逆響應性
圖12不同HPMC含量共混凝膠的溫敏性圖13凝膠化改性濾嘴對總粒相物的影響圖14凝膠化改性濾嘴吸附過濾機理有益效果表I為由XPS計算出的HPMC改性前后PP纖維表面的元素百分含量。由表可見，在本研究條件下，改性纖維處理過程中，隨著HPMC溶液濃度的增加，改性纖維表面O元素的含量增加，增加涂覆液濃度對增加涂覆效果有較好的幫助。表IHPMC改性PP纖維表面化學元素組成
權利要求
1.一種PNIPAAm/HPMC共混凝膠的制備方法，包括如下步驟取HPMC溶解于25°C的溫水中，HPMC溶液質量百分比為2-10%，上述溶液中加入單體NIPAAm，控制溫度在30°C攪拌溶解，HPMC與單體NIPAAm的質量比為1:2_3，然后添加交聯劑MBA，交聯劑MBA添加量為單體NIPAAm質量的2-4%，控制溫度在30°C攪拌并充N212_17min，控制溫度在21-26°C下添加引發劑APS，引發劑APS的添加量為單體NIPAAm質量的O. 3-0. 5%，繼續通N2約20min后控制溫度在30-34°C加入促進劑TEMED，所述促進劑TEMED添加量為單體NIPAAm質量的O. 01-0. 05%，將上述溶液倒入自制的模具中；將模具放置在58-62°C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝膠；將所制備的凝膠用無水乙醇和甲醇的混合液中浸泡3 5天，將共混凝膠烘干、粉碎，備用。
2.根據權利要求I所述的PNIPAAm/HPMC共混凝膠的制備方法，包括如下步驟 取HPMC溶解于25°C的溫水中，HPMC溶液質量百分比8%，上述溶液中加入單體NIPAAm，控制溫度在30°C攪拌溶解，HPMC與單體NIPAAm的質量比為1: 2，然后添加交聯劑MBA，交聯劑MBA添加量為單體NIPAAm質量的3%，控制溫度在30°C攪拌并充N215min，控制溫度 在25°C下添加引發劑APS，引發劑APS的添加量為單體NIPAAm質量的O. 4%，繼續通N2約20min后控制溫度在32°C加入促進劑TEMED，所述促進劑TEMED添加量為單體NIPAAm質量的O. 03%，將上述溶液倒入自制的模具中；將模具放置在60°C烘箱中24h以上得PNIPAAm/HPMC共混凝膠；將所制備的凝膠用無水乙醇和甲醇的混合液中浸泡4天，每12小時換無水乙醇和甲醇；將共混凝膠烘干、粉碎，備用。
3.根據權利要求I或2所述的PNIPAAm/HPMC共混凝膠的制備方法，所述無水乙醇和甲醇的體積比為1:1。
全文摘要
本發明屬于材料領域，特別涉及過濾嘴用材料。本發明解決的技術問題是提供一種香煙過濾嘴用PNIPAAm/HPMC共混凝膠制備方法，主要包括所述過濾嘴由PNIPAAm/HPMC共混凝膠和改性PP纖維組成，所述過濾嘴中PNIPAAm/HPMC共混凝膠與改性PP纖維的體積比為1:3。本發明的優點是可顯著提高煙氣中有害物質的吸附過濾效果，抽出煙氣中總粒相物、煙堿、焦油含量均降低，過濾效率升高，對香煙減害有明顯作用，并且可顯著提高香煙的感官質量。
文檔編號A24D3/10GK102952277SQ20121053694
公開日2013年3月6日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者王海濤, 魏俊富, 胡自強, 趙義平 申請人:張家口卷煙廠有限責任公司, 天津工業大學