[发明专利]一种胺基化高比表面积聚苯乙烯树脂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于卷烟减害添加材料领域，涉及一种吸附树脂及其制备方法和用途。

背景技术

卷烟燃吸的过程是一种高温、乏氧的不完全燃烧过程，这是由卷烟的抽吸方式所决定的， 此时气流中的氧几乎耗尽，氧化过程不起主要作用，有限度的燃烧导致蒸馏、干馏、热解、 合成等多种反应同时发生，形成大量的新生化合物。据报道，仅卷烟烟气中的化学成分即达 4000多种，比烟叶中还多1000多种。这些化学成分中既有提供烟草香气的物质，也有产生 杂气、刺激和不良吃味的物质，甚至微量的对人体健康有害的物质。目前已报道的卷烟烟气 有害成分已超过100种，但其中相当多的化合物仍存在争论，1998年，加拿大政府公布了有 害物质名单(即修正的Hoffmann名单)，该名单得到了世界卫生组织和烟草行业的普遍认可。 在这个名单中，公布了46种有害物质，包括无机化合物、多环芳烃、亚硝胺类、羰基化合物、 有害重金属元素、芳香胺、苯、甲苯、吡啶、喹啉等挥发性或半挥发性有机化合物、挥发性 酚类成分、焦油、烟碱、CO等，这些成分主要通过大分子化合物燃烧和热裂解或由烟草直接 转移生成。

目前降低卷烟烟气中有害物质释放量的主要方法是采用烟丝添加剂、烟草薄片、新型减 害滤嘴、特性卷烟纸等方法，其中，在滤嘴中添加吸附剂是一种比较有效的降低烟气有害成 分的方法，其中应用比较成熟的是添加多孔性活性炭、改性分子筛、介孔结晶硅酸盐等无机 吸附剂([1]解晓翠，常纪恒，于川芳，郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2012,27(2):40-45. [2]贾伟萍，常纪恒，王宏生,当代化工,2010,39(5):596-599.[3]李绍民,胡有持,赵明月等， 中国烟草学报，2003，9(3):28-39.[4]刘少民，雍国平，金钟秀等，中国烟草学报，2006， 12(4):20-24)。多孔性无机吸附剂具有较大的比表面积(如活性炭等大于1000m²/g)和稳定 的孔结构，但是由于相对惰性的骨架结构，难于实现化学改性，吸附选择性较差，在去除有 害物质的同时，卷烟烟气中的芳香物质有时也被同时去除，影响了卷烟的香气和吃味，如椰 壳炭对烟气吸附选择性不显著，烟草香气成分被其吸附，使卷烟在品吸时产生一种“碳味” [1]。

近年来，大孔吸附树脂因其孔结构和表面化学结构易于调变，在很多吸附、分离、纯化 领域逐渐替代了传统的活性炭吸附材料，取得了广泛的应用，吸附树脂的品种也越来越丰富。 为了有效去除卷烟烟气中的多种有害物质，人们也将吸附树脂作为添加剂应用到卷烟滤棒中， 针对所去除的有害物质的分子结构特点，对吸附树脂的表面极性、功能基种类、孔径尺寸等 进行了调控和优化，例如杨松[5-6]等利用高内相乳液聚合技术合成了互通型超大孔的、带有 环氧功能基的聚丙烯酸酯吸附树脂，成功用于烟气中苯酚的去除，并以此申请了中国发明专 利([5]杨松，聂聪，孙学辉等，烟草化学，2012,8:44-48.[6]聂聪，杨松，孙学辉等，中国 发明专利，ZL201010576775.0)。另外，美国专利[7]也报道了在聚苯乙烯大孔树脂骨架上引 入胺基功能基后，可有效去除卷烟烟气中的挥发性醛类物质，并报道了胺基种类、盐型胺基 与碱型胺基的比例对去除效果的影响([7]IanRichardHarrisHenryGeorgeHorsewell,US 4033361)。从文献报道看，吸附树脂在烟气有害物质去除中发挥了重要作用，但也存在明显 的局限，主要表现在一种添加剂只能针对性地去处某一类有害物质，因此在多种有害物质的 去除中仍需多个吸附剂配合使用，这势必造成卷烟滤棒生产工艺复杂、成本较高，制约了吸 附树脂在卷烟烟气有害物质去除中的大规模应用。