[发明专利]降低苯酚类物质含量的聚氨基葡萄糖己二酸乙烯酯添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟降焦减害技术领域，具体涉及一种降低卷烟烟气中苯酚类物质含量的聚氨基葡萄糖己二酸乙烯酯添加剂。

背景技术

长期以来，世界烟草行业一直高度重视卷烟减害降焦工作。近年来WHO对烟气有害成分的管制有特别明确规定，已得到世界各国的积极响应。针对卷烟烟气中各种有害成分，研究者发展了多种降害技术，其中对卷烟滤嘴的改性是最有效的降害手段之一；通过向卷烟滤嘴中添加或复合纳米材料、高分子材料以及生物材料等，达到有效降低卷烟烟气的某些有害成分的效果。

卷烟烟气成分非常多，主要分为亲水性成分和疏水性成分两类。研究结果已经表明：用一些金属催化剂、多孔或介孔吸附材料、纳米材料，还有生物大分子DNA等材料对卷烟滤嘴的改性，对于疏水性多环芳烃如苯并芘和CO等有害成分降的低起到了很好的效果；市场上已经出现了向卷烟滤嘴中添加纳米金属催化剂的低CO型卷烟。研究者发现用血红蛋白、茶质等材料对卷烟滤嘴的复合改性，或者用NaA型沸石对卷烟滤嘴的复合改性，对于亚硝基化合物、醛酮化合物等有害组分的降低也有一定的效果。

酚类化合物是卷烟烟气中一种主要的有害物质，可经皮肤粘膜、呼吸道及消化道进入体内与细胞原浆中的蛋白质发生化学反应，引起蓄积性慢性中毒或急性中毒的昏迷死亡。其中又以苯酚的毒性最大，因此苯酚被列为卷烟烟气有害物质的指标性化合物之一，需对其进行监测和控制。目前，一些研究已经开始关注卷烟烟气中酚类有害物质的降低。中国专利ZL200710162960.8中公开了将一些中草药的提取物混合到烟丝中作为降低卷烟烟气中酚类有害物质的方法，但是此方法有可能会影响烟丝的正常燃烧，使烟气的口感受到影响，甚至会增加其他有害成分。中国专利申请CN200910307638.9中公开了将固体粉末状的杯芳烃作为添加剂直接添加在卷烟滤嘴中，可以降低约40％的苯酚，但是杯芳烃自身的毒性还有待考虑。另外，中国专利申请CN200810031589.6和中国专利申请CN200710034453.6中分别公开了离子液体、金属氧化物作为过滤嘴棒的添加剂，并具有一定的降酚效果；但是这两种物质制备工艺比较复杂，且添加有离子液体或金属氧化物的过滤嘴的卫生安全问题还需要进一步考察。因此，有必要开发一种新型的卷烟滤嘴添加剂。

发明内容

本发明基于苯酚类物质易溶于水的原理，设计和开发了一种负载有亲水性聚阳离子的选择性降低卷烟烟气中酚类有害物质含量的添加剂。

一种选择性降低卷烟烟气中苯酚类有害物质含量的添加剂，是以多孔材料为载体且在多孔材料上负载了亲水性聚阳离子的材料。

本发明发现亲水性聚阳离子具有含水保水的能力，其含水保水的能力保证了添加剂中的水分含量，使水分起到对卷烟烟气中苯酚类有害物质选择性降低的作用。

所述的亲水性聚阳离子选用聚氨基葡萄糖己二酸乙烯酯盐酸盐，其中含有大量的羟基结构，能够增进与酚类化合物之间的作用力。

所述的聚氨基葡萄糖己二酸乙烯酯盐酸盐按照现有的聚合方法制备的，可该物质参照吴起等人的研究报告进行合成(Biotechnol.Lett.，2001，23，1981；Chinese Chemical Letters，2002，12，416.)。一般方法为：首先合成己二酸二乙烯酯：将己二酸和醋酸乙烯酯混合，在催化剂的作用下反应制得己二酸二乙烯酯；然后，用所得己二酸二乙烯酯与氨基葡萄糖盐酸盐混合，在枯草杆菌碱性蛋白酶的催化作用下进行反应，粗产物经柱层析分离提取后，得到浅黄色产物氨基葡萄糖己二酸乙烯酯盐酸盐，再将该产物在氮气保护下进行自由基聚合(过硫酸钾作引发剂)，粗聚合产物经水透析以后，冷冻干燥，即得最终的聚氨基葡萄糖己二酸乙烯酯盐酸盐。

所述的多孔材料是添加剂的载体，其多孔性的吸附能力给亲水性聚阳离子的负载提供了保障；优选颗粒状的多孔材料，颗粒状的外形能够更好的满足卷烟滤嘴的生产需求。所述的颗粒状多孔材料可选用本领域常用的颗粒状多孔材料，所述的多孔材料优选硅藻土、硅胶、活性炭、大孔吸附树脂、分子筛、沸石、海泡石等中的一种或多种。

所述的添加剂中负载的亲水性聚阳离子的质量百分含量优选为0.05％～5％，可在节约成本的前提下更加有效的去除酚类有害物质。

所述的添加剂的粒径优选为0.05mm～3mm，比表面积优选为20m²/g～1500m²/g，质量含水率优选为10％～40％(质量含水率的测试方法一般为：100℃干燥2h，根据干燥前后的质量差计算质量含水率)。