烟用抗菌醋酸纤维的制备及其功能检测

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1、2010年6月第27卷第3期沈阳航空工业学院学报JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringJun．2010V01．27No．3文章编号：1007—1385(20LO)03—0076—04烟用抗菌醋酸纤维的制备及其功能检测毛春龙1’2胡生琴2魏丽乔1许并社1(1．太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024；2．山西昆明烟草有限责任公司，山西太原030012)摘要：采用纳米复合抗菌功能材料处理二醋酸纤维，制备出抗菌二醋酸纤维。以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌为试验菌种，研究了纳米复合抗菌醋酸纤维

2、的抗菌效果。结果表明抗菌醋酸纤维卷烟滤嘴具有持久的抗菌性，抗菌二醋酸纤维滤嘴卷烟对烟气过滤效果与普通二醋酸纤维滤嘴过滤效果基本相同，滤嘴的抗菌性能不影响滤嘴的过滤性能。关键词：纳米抗菌；醋酸纤维；卷烟；滤棒中图分类号：TS452文献标识码：A随着世界反烟运动的日益高涨和消费者对吸烟与健康关注的普遍增强，市场对卷烟的要求越来越高，使国际烟草业面临前所未有的压力。因此，降焦减害是国内外烟草业的发展趋势和生存所必需。如何使卷烟的焦油及其有害成分显著降低，同时又保持卷烟吸味使消费者得到生理满足，是卷烟设计面临的最大挑战。醋酸纤维是纤维素衍生物中最早实现商品化生产

3、且不断发展的纤维素有机酸酯。醋酸纤维素是纤维素中的羟基被酯化而生成的。按乙酰基含量不同，分为三个品种：乙酰基含量3l％一35％时，称为一醋酸纤维素；乙酰基含量在38％一41．5％时，称为二醋酸纤维素；乙酰基含量大于43％时，称为三醋酸纤维素¨J。二醋酸纤维丝束具有优良的弹性和热稳定性，由特殊的分子结构和化学组成，其质地坚挺、无毒、无味、吸阻小、滴毒效果显著，既减少吸烟时进人人体的尼古丁等有毒有害的焦油物质，又能保持各种香烟的基本风味，是一种理想的烟用滤材。目前，人们对卷烟辅助材料功能性要求的提高，使抗菌、环保、健康等功能成为研究的热点，其中抗菌二醋酸纤维

4、亦受到纤维界越来越多关注。在国内外研究的基础上，采用纳米复合抗菌功能材料处理二醋酸纤维，制备出抗菌二醋酸纤维，并且研究了醋酸纤维的抗菌性能，讨论了抗菌醋酸纤维滤嘴对烟气过滤效果的影响。收稿日期：2010—03—10作者简介：毛春龙(1973一)，男，山西太原人，工程师，主要研究方向：烟用材料及工艺控制，E—mail：nmochunl@sxky．cn。1实验1．1主要原料与实验仪器二醋酸纤维(CDA，取代度2．44，炭化点≥24092，粘度300—400mPa·S，国药集团化学试剂有限公司)；ATCC8099大肠杆菌，ATCC6538金黄色葡萄球菌；硝酸银

5、(AgNO，)，天津市赢达稀贵化学试剂厂；去离子水(自制)等；电热鼓风干燥箱，DGF30／7一IA型；电子精密天平，JA2003型；电磁恒速搅拌器，GSl2一B型；1．2性能检测1．2．1抗菌性能检测选取ATCC8099大肠杆菌和ATCC6538金黄色葡萄球菌为抗菌性能测试菌种，依照中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》2．1．8．2抑菌环试验方法定性测试材料抗菌性；根据《消毒技术规范》2．1．8．7振荡烧瓶试验，试验温度25℃，相对湿度60％，试验重复三次。进行活菌培养计数悼J。最后以公式：抗(抑)菌率=样本振荡前平均菌落数一样本振荡后平均菌落数样本振荡

6、前平均菌落数×100％计算出抗菌率。1．2．2卷烟部分性能检测卷烟主流烟气总粒相物和焦油使用JJZ一20自动吸烟机按YC／T29—1996标准抽吸卷烟和测定【3】，主流烟气烟碱和水分按YC／T8—1993标准测定卷烟测定[4】，主流烟气一氧化碳按YC／T30—1995标准测定卷烟测定"J。第3期毛春龙等：烟用抗菌醋酸纤维的制备及其功能检测1．3纳米复合抗菌功能材料制备纳米复合抗菌功能材料以纳米硅酸盐、磷酸盐类材料为载体，以有效抗菌成分为功能材料复合而成‘6

7、。(1)取沸石、SiO：、ZrO：、Zr，(PO，)：等材料，采用水热合成法制备纳米载体材料，经检

8、测载体材料具有微孔结构(粒径5～15nm，孔径0．4～1．3nm，纯度>99％)，其工艺流程如图1：图1纳米载体粉的水热合成法工艺流程(2)抗菌材料选用AgNO，、和Zn(NO，)：。利用载体材料的微孔结构特点，通过离子交换将Ag+、Zn2+等有效抗菌成份吸附于材料的介孔之中，制备纳米复合抗菌功能材料，其工艺流程如图2。图2制备纳米抗菌功能复合粉体工艺流程1．4纤维表面处理(1)将纳米抗菌功能复合粉体、去离子水、超高分散剂(CH一10S)加入高剪切分散釜中，开启搅拌桨搅拌5min，转速由10000rpm均匀降至5000rpm；如此反复3次，停止搅拌，得到

9、纳米抗菌功能液，取料待用【7J。(2)将二醋酸纤维置溶液槽中，逐渐升温至30～4