PEG/SiC对PLA材料改性研究及其在加热卷烟中的应用

摘要

【目的】加热卷烟烟支结构较短,入口烟气温度相对传统卷烟较高,需添加降温材料以降低烟气温度。通过对聚乳酸(PLA)材料进行改性处理,以开发出适用于加热卷烟用的降温材料。【方法】采用熔融挤出方法制备聚乙二醇(PEG)/碳化硅(SiC)改性PLA复合材料,利用拉伸机、热重(TG)、差示扫描量热仪(DSC)与加热卷烟吸烟机考察复合材料力学性能、热特性以及对烟气降温效果、关键成分释放的影响。【结果】(1)较纯相PLA而言,添加PEG后复合材料拉伸强度、冲击强度明显下降,熔融指数与断裂延伸率增大,韧性增强;进一步添加SiC后,复合材料断裂延伸率与熔融指数减小。(2)添加PEG后,复合材料起始热分解温度降低,20%添加量下DSC曲线在53.32℃处出现主吸热峰,热焓变化值为48.63 J/g;加入SiC后,该峰热焓变化值减小,主吸热峰转至PLA熔融吸热峰处。(3)逐口烟气温度随PEG含量增加呈明显降低趋势,加入SiC后,复合材料导热系数增大,对烟气降温效果进一步提高;添加改性复合材料后,主流烟气中总粒相物、烟碱、水分、甘油含量降低,CO释放量变化不明显,不同改性样品间各成分释放差异较小。【结论】利用PEG、SiC对PLA进行改性处理,可有效提升对烟气的降温效果。