基于TEMPO氧化纤维的功能性滤棒制备及其应用研究

车静; 李昕昕; 李赞; 韩磊; 雷珊珊; 江军刚; 张一帆; 王磊

doi:10.12187/2025.05.014

基于TEMPO氧化纤维的功能性滤棒制备及其应用研究

车静 ^1,2,3 ,
李昕昕 ^2,3 ,
李赞 ^2,3 ,
韩磊 ^2,3 ,
雷珊珊 ¹ ,
江军刚 ¹ ,
张一帆 ¹ ,
王磊 ^{1

,

,}

1. 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室, 湖北武汉 430068;
2. 湖北中烟工业有限责任公司, 湖北武汉 430040;
3. 湖北中烟卷烟材料厂, 湖北武汉 430050

作者简介: 车静(1988—),女,湖北省武汉市人,湖北工业大学硕士研究生,主要研究方向为滤棒材料分析及成型工艺。E-mail:chejing@hjl.hbtobacco.cn;

通讯作者: 王磊,wanglei@hbut.edu.cn

基金项目: 湖北省楚天英才计划科技创新团队项目(2024065)
中图分类号: TS426

Research on functional filter rod based on TEMPO oxidized fiber

1. Hubei Provincial Key Laboratory of Green Materials for Light Industry, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China;
2. China Tobacco Hubei Industrial Co., Ltd., Wuhan 430040, China;
3. China Tobacco Hubei Industrial of Cigarette Material Co., Ltd., Wuhan 430050, China

Corresponding author: WANG Lei, wanglei@hbut.edu.cn

Received Date: 2024-07-26
Accepted Date: 2024-12-24

CLC number: TS426

摘要: 基于传统造纸法再造烟叶生产技术,结合2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化纤维改性技术,制备绿色低碳植物纤维功能性滤棒,并将其应用于常规烟支进行感官评价。结果表明,制备植物纤维功能性滤棒的适宜条件为∶m(针叶木纤维):m(醋酸纤维)=8∶2、TEMPO用量0.01 mmol/g、打浆度(25±2) °SR;在此条件下,滤棒原纸定量45 g/m²,松厚度2.88 cm³/g,透气度93 μm/(Pa·s),湿抗张指数3.073 N·m/g;涂布TEMPO的植物纤维功能性滤棒卷烟的圆周、圆度、硬度和吸阻分别约为24.14 mm、0.39 mm、87.2%和331 mm H₂O,均符合卷烟企业滤棒生产标准(圆周(24±0.20) mm、圆度≤0.40 mm、硬度≥82.0%和吸阻(310±30) mm H₂O)。与传统纯醋纤滤棒相比,涂布TEMPO的植物纤维功能性滤棒卷烟的感官评价总分相差不大,降低了2分,但主流烟气中有害成分的释放量均明显降低。因此,本研究制备的植物纤维功能性滤棒性能均能达到标准要求,这为绿色低碳、生物可降解和加香烟用滤棒的开发开辟了新途径。
- 功能性滤棒 /
- TEMPO氧化纤维改性技术 /
- 物理指标 /
- 烟气指标 /
- 感官评价
Abstract: Combining the traditional papermaking process for reconstituted tobacco with 2, 2, 6, 6-tetramethylpiperidine-1-oxide free radical (TEMPO)-mediated fiber oxidation technology, functional filter rods made from green and low-carbon plant fibers were prepared and applied to conventional cigarettes for sensory evaluation. The results showed that the optimal conditions for preparing the plant-fiber functional filter rods were as follows: a mass ratio of softwood fiber to acetate fiber of 8∶2, a TEMPO dosage of 0.01 mmol/g, and a beating degree of (25 ± 2) °SR. Under these conditions, the filter rod base paper had a basis weight of 45 g/m², a bulk of 2.88 cm³/g, an air permeability of 93 μm/(Pa·s), and a wet tensile index of 3.073 N·m/g. The coated plant-fiber functional filter rod cigarettes had a circumference, roundness, hardness, and pressure drop of about 24.14 mm, 0.39 mm, 87.2%, and 331 mm H₂O, respectively, all meeting the filter rod standards of cigarette enterprises (circumference: (24 ± 0.20) mm, roundness: ≤0.40 mm, hardness: ≥ 82.0%, and pressure drop: (310 ± 30) mm H₂O). Compared with traditional pure acetate filter rods, the total sensory evaluation score of cigarettes with coated plant-fiber functional filter rods differed slightly, with a decrease of only 2 points, while the release of harmful components in the mainstream smoke was significantly reduced. Therefore, the performance of the plant-fiber functional filter rods prepared in this study can meet the standard requirements, which opens up a new avenue for the development of green, low-carbon, biodegradable, and flavor-enhanced cigarette filter rods.
- functional filter rod /
- TEMPO modification /
- physical indicator /
- smoke indicator /
- sensory evaluation
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

基于TEMPO氧化纤维的功能性滤棒制备及其应用研究

作者简介: 车静(1988—),女,湖北省武汉市人,湖北工业大学硕士研究生,主要研究方向为滤棒材料分析及成型工艺。E-mail:chejing@hjl.hbtobacco.cn;

通讯作者: 王磊,wanglei@hbut.edu.cn

Research on functional filter rod based on TEMPO oxidized fiber

Corresponding author: WANG Lei, wanglei@hbut.edu.cn

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通讯作者: 王磊, wanglei@hbut.edu.cn

English Abstract

Research on functional filter rod based on TEMPO oxidized fiber

Corresponding author: WANG Lei, wanglei@hbut.edu.cn

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作者简介: 车静(1988—),女,湖北省武汉市人,湖北工业大学硕士研究生,主要研究方向为滤棒材料分析及成型工艺。E-mail:chejing@hjl.hbtobacco.cn;

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作者简介:车静(1988—),女,湖北省武汉市人,湖北工业大学硕士研究生,主要研究方向为滤棒材料分析及成型工艺。E-mail:chejing@hjl.hbtobacco.cn

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