[发明专利]壳聚糖配合物在卷烟滤嘴上的应用及其制备

说明书

技术领域

一种壳聚糖配合物改性二醋酸纤维的制备方法及其在卷烟中的应用，属于卷烟过滤嘴的制备技术领域。

背景技术

卷烟燃烧产生的有害物质主要有，焦油、一氧化碳、氢氰酸、挥发性醛、氨、亚硝胺、苯并[α]芘和酚类等。焦油中存在诱发癌症的物质，这些物质能够改变细胞的遗传结构，使正常细胞变为癌细胞，或者刺激被激发的细胞，导致肿瘤的形成。氰化氢属高毒类。CN^-进入体内，能迅速与细胞色素氧化酶的Fe³⁺结合，使细胞丧失对氧的利用能力，从而引起“细胞窒息”或“细胞内窒息”，细胞的生理生化功能也随之停止、结构损害，最终导致细胞死亡。甲醛能够诱发过敏性鼻炎和支气管炎，特别是能够诱导哮喘，引起眼部和气道刺激，导致直接的病变或降低这些部位的防病能力，还能够导致氧化损伤，主要表现在肝脏、心肌、肺和肾脏神经毒性。

吸烟与健康的问题越来越受到人们的关注，也一直是烟草行业致力解决的问题，但是，目前还缺少相对成熟的、工业适用性强的降焦减害技术。

地球上存在的天然有机化合物中，数量最大的是纤维素，其次就是甲壳素。在自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。人们发现，甲壳素经脱乙酰基后得到壳聚糖(其化学名称为1，4-2-胺基-脱氧-β-D葡萄糖)具有许多优越的性能，并愈来愈受到重视。在壳聚糖分子中存在有氨基和羟基，它们都有配位螯合功能，能与过渡金属离子形成稳定的具有选择吸附的功能配位化合物。

壳聚糖配合物具有良好的生理活性、高分子性能及金属离子的配位作用等性质。目前，壳聚糖配合物主要应用于污染物的富集、回收等环境保护和检测领域。另外，在许多新兴产业如人工模拟酶、医药工业、生物工程以及纳米材料的制备等领域有相关研究报道，在农业、医用材料、功能材料、催化材料、甚至医药制剂等领域也有良好的应用前景。但目前在卷烟行业还未见实际应用的报道。

壳聚糖与金属离子的配合物的结构简式如下图：

图1壳聚糖金属离子配合物的结构式

注：M^x+为金属离子，M为Cu、Ca、Fe、Ni或Zn等，x＝2或3。

发明内容

本发明的目的在于通过添加壳聚糖配合物对醋酸纤维表面进行改性，来提高卷烟滤嘴的过滤性能，从而降低卷烟烟气中的有害成分，特别是焦油、氢氰酸和挥发性醛。

本发明的另一目的旨在提供上述壳聚糖配合物简单实用的制备方法。

本发明的目的是通过下述方式实现的。

壳聚糖配合物用作烟用醋酸纤维表面改性添加剂，所述的壳聚糖配合物的壳聚糖与总金属离子的摩尔比为5∶1～12∶1。(壳聚糖的摩尔数为按照糖元摩尔质量计算的摩尔数，糖元摩尔质量约为161，下同)

壳聚糖与总金属离子的优选的摩尔比为6∶1～9∶1。

本发明采用的壳聚糖为可溶性壳聚糖，其分子量为5000～30000，壳聚糖的脱乙酰度为80％～98％。

优选采用的壳聚糖分子量为8000～15000，壳聚糖的脱乙酰度为85％～95％。

金属离子为Ca²⁺，Cu²⁺，Fe²⁺，Fe³⁺，Zn²⁺，Ni²⁺中的一种或多种。

壳聚糖配合物为一种金属离子的壳聚糖配合物，或是多种金属离子共同形成的壳聚糖配合物，或是不同金属离子配制的壳聚糖配合物的混合物。

本发明将壳聚糖配合物的水溶液配制成醋酸纤维纺丝用油剂，应用到现有的醋酸纤维制造过程中的纺丝单元中。

壳聚糖配合物的添加量为醋酸纤维丝束重量的0.05～1wt％。

壳聚糖配合物优选的添加量为醋酸纤维重量的0.3～0.8wt％。

壳聚糖配合物的制备方法为：

a)配制壳聚糖溶液：将壳聚糖粉末溶于水，配制成10～50wt％的壳聚糖水溶液；

b)配制金属离子溶液：将无机金属盐溶于水，配制成10～30wt％的溶液，总的金属盐的量为壳聚糖摩尔量的1/12～1/5；

c)在搅拌条件下将上述金属离子溶液加入到上述壳聚糖溶液中，添加完毕后继续搅拌10～30min至混合均匀，静置4～12小时，配制成稳定的壳聚糖配合物溶液。