CN110903619B - 一种改性pla降温材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟用材料制造技术领域，提供一种改性PLA降温材料的制备方法，通过使用蒙脱土、聚乙二醇等作为改性剂，对PLA材料进行了改性，提高了聚乳酸的耐热性和机械性能，且通过制成薄膜，使其能通过滤棒制备工艺被添加进新型烟草滤棒中，具备较高的可设计性，在不改变烟气口感的前提下，实现了对新型烟草烟气的有效降温。
Description
技术领域
本发明涉及烟用材料制造技术领域，具体是一种改性PLA降温材料的制备方法，该改性PLA降温材料可以应用于新型烟草滤棒段。
背景技术
随着新型烟草制品的快速发展，各大烟草公司均已在市场上推出了相关产品。但由于新型烟草滤棒段的长度短于常规卷烟，且加热源的位置更靠近滤棒段，因此目前市面上的各类新型烟草制品均存在，使用过程中滤棒末端烟气温度过高的情况。使用传统的丝束作为滤棒材料已经无法满足新型烟草降温的需要，如何降低新型烟草制品滤棒段的烟气温度，已经成为各大烟草公司及烟弹生产厂家急需解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种改性PLA降温材料的制备方法，该改性PLA降温材料可以应用于新型烟草滤棒段，对烟气起到降温的作用，并且具备一定的机械性能。本发明使用PLA材料作为原材料，通过添加蒙脱土、聚乙二醇等对其进行改性，提高该材料的耐热性和机械性能，且通过成膜的形式制备了改性PLA薄膜，不仅方便在新型烟草滤棒段添加，而且保证了新型烟草制品的正常吸阻。
本发明采用的技术方案为：
一种改性PLA降温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取30-50mL的70wt%的甲苯，放入试管中，加入5-17g的聚乙二醇，将试管放入油浴中保温，温度控制在105-120℃，沸腾回流6h，而后减压蒸发，去除试管中的甲苯及水分，得到干燥的聚乙二醇待用；
（2）另取500mL的烧杯作为反应容器，加入45-70ml的二甲苯，再加入3-13g的丙交酯和6-9g的PLA，搅拌均匀，随后加入5-10ml的12mg/L的辛酸亚锡，在40-65℃环境中加热，同时逐步加入步骤（1）中得到的脱水聚乙二醇，缓慢将油浴温度升高至120-145℃，继续搅拌，待反应结束后，减压蒸馏出二甲苯，按质量比1:4.5将所得的产物和三氯甲烷混合，使用甲醇沉淀，过滤，即可得到白色的改性PLA固体；
（3）称取改性PLA固体5g，放入锥形瓶中，加入20ml的6mg/L的三氯甲烷，待其溶解后，再加入0.3-0.8g蒙脱土，摇晃锥形瓶，使粉末混合，而后放入超声仪中超声处理1h，将所得的悬浮液放在聚四氟乙烯板上，在室温环境待液体挥发，即可得到添加了蒙脱土的改性PLA薄膜。
进一步的，将获得的改性PLA固体与其他高分子物质物理共混后，制备成薄膜，添加进烟草滤棒中。
进一步的，所述其他高分子物质为聚乙烯、聚丙烯等。
进一步的，将获得的改性PLA固体使用模压工艺与玻璃纤维、或树脂材料混合，制备成圆筒型复合材料。
通过本发明方法制备得到的改性PLA降温材料可以应用于新型烟草滤棒段，对烟气起到降温的作用，并且具备一定的机械性能。本发明使用PLA材料作为原材料，通过添加蒙脱土、聚乙二醇等对其进行改性，提高该材料的耐热性和机械性能，且通过成膜的形式制备了改性PLA薄膜，不仅方便在新型烟草滤棒段添加，而且保证了新型烟草制品的正常吸阻。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
实施例1
一种改性PLA降温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备干燥的聚乙二醇：称取40ml的甲苯（70wt%），加入6g的聚乙二醇，混合均匀后，将其放入110℃的油浴锅中保温6h，减压干燥。
（2）将60ml的二甲苯（无水级，标准溶液，纯度99%），8g的丙交酯和8g的PLA放入烧杯中共混，搅拌均匀后加入7ml的辛酸亚锡（12mg/L）作为催化剂，油浴温度维持50℃，缓慢加入步骤（1）中得到的干燥的聚乙二醇，添加完成后，升高油浴温度至125℃，继续搅拌，待反应完成后，减压蒸馏，按质量比1:4.5将所得的产物和三氯甲烷混合，使用甲醇沉淀，得到初步的改性PLA固体。
（3）将5g的改性PLA固体溶于20ml的三氯甲烷（6mg/L）中，添加0.6g的蒙脱土，混合均匀后超声处理1h，将所得悬浮液放置于聚四氟乙烯板上，干燥成膜，即可得到添加了蒙脱土的改性PLA薄膜。
实施例2
一种改性PLA降温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备干燥的聚乙二醇：称取30ml的甲苯（70wt%），加入5g的聚乙二醇，混合均匀后，将其放入105℃的油浴锅中保温6h，减压干燥。
（2）将45ml的二甲苯（无水级，标准溶液，纯度99%），3g的丙交酯和6g的PLA放入烧杯中共混，搅拌均匀后加入5ml的辛酸亚锡（12mg/L）作为催化剂，油浴温度维持50℃，缓慢加入步骤（1）中得到的干燥的聚乙二醇，添加完成后，升高油浴温度至120℃，继续搅拌，待反应完成后，减压蒸馏，按质量比1:4.5将所得的产物和三氯甲烷混合，使用甲醇沉淀，得到初步的改性PLA固体。
（3）将5g的改性PLA固体溶于20ml的三氯甲烷（6mg/L）中，添加0.6g的蒙脱土，混合均匀后超声处理1h，将所得悬浮液放置于聚四氟乙烯板上，干燥成膜，即可得到添加了蒙脱土的改性PLA薄膜。
实施例3
一种改性PLA降温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备干燥的聚乙二醇：称取50ml的甲苯（70wt%），加入17g的聚乙二醇，混合均匀后，将其放入120℃的油浴锅中保温6h，减压干燥。
（2）将70ml的二甲苯（无水级，标准溶液，纯度99%），13g的丙交酯和9g的PLA放入烧杯中共混，搅拌均匀后加入10ml的辛酸亚锡（12mg/L）作为催化剂，油浴温度维持65℃，缓慢加入步骤（1）中得到的干燥的聚乙二醇，添加完成后，升高油浴温度至145℃，继续搅拌，待反应完成后，减压蒸馏，按质量比1:4.5将所得的产物和三氯甲烷混合，使用甲醇沉淀，得到初步的改性PLA固体。
（3）将5g的改性PLA固体溶于20ml的三氯甲烷（6mg/L）中，添加0.6g的蒙脱土，混合均匀后超声处理1h，将所得悬浮液放置于聚四氟乙烯板上，干燥成膜，即可得到添加了蒙脱土的改性PLA薄膜。
降温效果测试
将通过实施例1制备得到的该改性PLA薄膜层叠后加入新型烟草滤棒中，通过热电偶测试滤棒烟气末端温度，结果如表1所示。
表1 改性PLA薄膜滤棒和纯丝束滤棒滤棒指标和末端烟气温度
从实验结果中可以看出，使用改性PLA降温材料制作的新型烟草滤棒满足滤棒制作的各项基本指标，且对末端烟气温度有明显的降温效果。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、等比例缩放、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种改性PLA薄膜滤棒的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
（1）称取30-50mL的70wt%的甲苯，放入试管中，加入5-17g的聚乙二醇，将试管放入油浴中保温，温度控制在105-120℃，沸腾回流6h，而后减压蒸发，去除试管中的甲苯及水分，得到干燥的聚乙二醇待用；
（2）另取500mL的烧杯作为反应容器，加入45-70ml的二甲苯，再加入3-13g的丙交酯和6-9g的PLA，搅拌均匀，随后加入5-10ml的12mg/L的辛酸亚锡，在40-65℃环境中加热，同时逐步加入步骤（1）中得到的脱水聚乙二醇，缓慢将油浴温度升高至120-145℃，继续搅拌，待反应结束后，减压蒸馏出二甲苯，按质量比1:4.5将所得的产物和三氯甲烷混合，使用甲醇沉淀，过滤，即可得到白色的改性PLA固体；
（3）称取改性PLA固体5g，放入锥形瓶中，加入20ml的6mg/L的三氯甲烷，待其溶解后，再加入0.3-0.8g蒙脱土，摇晃锥形瓶，使粉末混合，而后放入超声仪中超声处理1h，将所得的悬浮液放在聚四氟乙烯板上，在室温环境待液体挥发，即可得到添加了蒙脱土的改性PLA薄膜；
（4）将制备得到的改性PLA薄膜层叠后加入烟草滤棒中，得到滤棒。
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