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【黑科技】气凝胶助力烟草过滤技术体系升级迭代

来源:气凝胶应用技术产业联盟 作者: 时间:2022-08-12

01 丨烟草之害

最新数据显示,我国吸烟人数超3亿,每年因吸烟死亡人数超100万,控烟形势十分严峻。提起卷烟中的有害物质,很多人随口而出的便是尼古丁。呼吸系统作为香烟接触的第一站,受到的危害最大。在吸入人体后,香烟中的有害物质有一部分会沉积在肺部,经过长时间的作用,肺组织细胞受损,最终可能产生癌变。因此整根香烟中的过滤嘴在一定程度上可以延缓吸烟带来的伤害。

02丨过滤嘴真相

过去的很多年里香烟过滤嘴材料由醋酸纤维制成。醋酸纤维做卷烟过滤嘴材料,弹性好、无毒、无味、热稳定性好、吸阻小、截滤效果显著、能选择性地吸附卷烟中的有害成分,同时又保留了一定的烟碱而不失香烟口味,但对人体无害,而且过滤效果比较好但是价格比较高。现在的滤嘴材料普遍采用聚丙稀代替醋酸纤维,聚丙烯材料本身无害,但是它经过化学和物理处理后被拉成了纤维丝,看上去和以前一样,但是会有很多肉眼看不到的细碎纤维丝在吸烟时被吸进你肺里。而且为了让消费者看不出来,纤维里加了粘和剂,因为很粘没法生产,于是又加入了稀释剂。这两种都是有挥发性质的胶体,里面含有大量的苯,芳香烃类和类似油漆里面的化合物,伤害可想而知。

03丨新型成熟代替材料

气凝胶作为近年来逐渐进入市场的一种新型材料,自身具备稳定的理化性能,兼具疏松多孔隔热保温和强大的过滤吸附性能,受到越来越广泛的关注。目前市面上凝胶种类繁多,根据用途分为不同类型的气凝胶具备各自领域卓越的性能。对于烟草市场更多的气凝胶材料逐步开发涌入到过滤嘴产业链中。

植物多糖气凝胶材料采用植物多糖-魔芋葡甘聚糖为核心材料,经溶液-凝胶过程,运用冷冻干燥法制备的植物多糖气凝胶,制备所得到的一种三维多孔网络结构材料,具有良好的过滤吸附、降温、生物降解等性能。植物多糖气凝胶材料可以通过调整工艺,改变密度大小,从而可应用于过滤嘴上面。
以魔芋多糖气凝胶为例,其本身具有良好的吸阻,性能不亚于传统的醋酸纤维材质。目前该气凝胶(KPBA)可完全替代传统的烟嘴制造材料也可以大量的应用于电子烟制造产业。

传统香烟中气凝胶和醋酸纤维滤嘴测试对比

多糖凝胶在电子烟中过滤功能的不同应用方案

以当前传统香烟比较好的醋酸纤维材料滤嘴材质为分析对象,该材料自然降解时间超过十年,其污染性常常被忽视,进入水体污染水源严重可致野生动物死亡。KPBA不仅具有良好的完全生物可降解性,而且能对烟雾中的有害物质起到最大限度的过滤、吸附,减少吸烟带来的伤害。同时改善并且不影响原有香烟口感。

04丨一个赛道多种凝胶

以纤维素纳米纤维(CNFs)骨架材料为基础,借助简单的定向冷冻技术,制备出可用于超高吸附卷烟烟气中有毒物质的纤维素纳米纤维-SiO2混合气凝胶香烟(CSG)过滤嘴。与传统的醋酸纤维素滤嘴相比,CSG 滤嘴在吸附卷烟烟雾中的焦油、TPM(总颗粒物)、尼古丁和 CO 方面表现良好,去除效率分别为92.23%、90.25%、95.02%和 20.63%。至关重要的是,CSGs 的制备不需要额外的化学试剂,显示出一个环保的过程。CSG显示出作为主流烟雾毒物吸附的理想候选者的巨大潜力。

准石墨化碳气凝胶、复合气凝胶型香烟过滤嘴材料....未来还将有更多种气凝胶凭借各自优势掘金烟草行业。但总的来说,最好的防护来自于拒绝,吸烟有害健康。