[發明專利]HPMC改性煙用聚丙烯纖維制備的過濾嘴及其制備方法

有效

• 申請號: 201210532952.9
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103110189A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王海濤;魏俊富;胡自強;趙義平
• 申請（專利權）人: 張家口卷煙廠有限責任公司;天津工業大學
• 主分類號: A24D3/10
• 分類號: A24D3/10;D06M15/09;C08L1/26;C08L33/26;C08F120/56;D06M101/20
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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。由于其大分子側鏈上同時含有親水性的酰胺基（—CONH）和疏水性的異丙基（—CH(CH₃)₂），故線型的水溶液及交聯后的水凝膠呈現出溫度響應性，低臨界溶解溫度（LCST）約在30～36℃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分子與水分子間的氫鍵作用。而當溫度高于LCST時，水中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改性煙用聚丙烯（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?？紤]到凝膠的溫敏效應，以凝膠為載體，包裹HPMC，制備/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HPMC改性煙用聚丙烯纖維制備的過濾嘴及其制備方法；本發明技術方案如下：

一種HPMC改性煙用聚丙烯纖維制備的過濾嘴，所述過濾嘴由/HPMC共混凝膠和改性PP纖維組成，所述過濾嘴中/HPMC共混凝膠與改性PP纖維的體積比為1:3。

所述改性PP纖維的制備方法如下：

將HPMC在磁力攪拌下溶解于水中，HPMC濃度為0.1%-0.8%，控制溫度為30-33℃，超聲波清洗儀消泡，將PP纖維放入HPMC溶液中浸泡，浸泡溫度為34-37℃，浸泡時間為2-3小時，取出，55-60℃烘干。所述PP纖維和HPMC溶液的質量比例為1:80-100。

所述/HPMC共混凝膠的制備：

取HPMC溶解于25℃的溫水中，HPMC溶液質量濃度為2-10%，上述溶液中加入單體NIPAAm，控制溫度在30℃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℃攪拌并充N₂12-17min，控制溫度在21-26℃下添加引發劑APS，引發劑APS的添加量為單體NIPAAm質量的0.3-0.5%，繼續通N₂約20min后控制溫度在30-34℃加入促進劑TEMED，所述促進劑TEMED添加量為單體NIPAAm質量的0.01-0.05%，將上述溶液倒入自制的模具中。將模具放置在58-62℃烘箱中24h以上得/HPMC共混凝膠。

將所制備的凝膠在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，備用同時計算凝膠的溶脹率。無水乙醇和甲醇的體積比為1:1。

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)。

附圖說明：

圖1/HPMC共混凝膠濾嘴示意圖

圖2HPMC改性前后PP纖維的紅外譜圖

圖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