热分析技术在卷烟纸纤维研究中的应用

王晔［4］等使用热失重/傅立叶变换红外联用（TG-FTIR）以及裂解-气质联用（Py-GC/MS）技术，对木浆和全麻卷烟纸的热失重和裂解进行了研究。从样品量以及升温速率两个因素对热失重实验参数进行了优化，测定并比较了不同气氛下卷烟纸的热重（TG）、微商热重（DTG）曲线及其受热分解时产生二氧化碳的曲线，同时，比较了不同温度下卷烟纸热裂解的几种代表性产物的相对含量。结果表明，载气中氧气的存在可以显著地影响样品的热分解，裂解产物中苯及其酚类物质含量相对较多可能是造成木浆卷烟纸吸味较差的一个原因。

李海峰［5］等则考察了不同气体氛围对木浆卷烟纸与麻浆卷烟纸热裂解产物释放量的影响，采用裂解-气相色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS），对木浆卷烟纸和麻浆卷烟纸在不同气体氛围下的热裂解产物进行了分析。结果表明，在氧气含量21%、9%和全氮气三种不同裂解气体氛围条件下，木浆卷烟纸与麻浆卷烟纸裂解产物种类均为11类、121种。木浆卷烟纸和麻浆卷烟纸的热裂解产物释放量规律一致，依次为100% N2>9% O2>21% O2。木浆卷烟纸和麻浆卷烟纸的主要热裂解产物均为酮类、酯类，约占60%左右，变异系数均较小，气体氛围的变化对其影响不大。不同气体氛围下，麻浆卷烟纸的热裂解产物释放量波动要小于木浆卷烟纸的，即麻浆卷烟纸的热裂解产物释放量更为稳定（见图6-1，6-2，表6-1）。

图6-1　裂解温度为650℃时全麻和木浆卷烟纸裂解产物中苯含量的对比

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图6-2　裂解温度为550℃时卷烟纸裂解产物中的间甲基苯酚含量的对比

表6-1　不同气体氛围下麻浆卷烟纸热裂解产物

张国强［6］等采用热裂解-固相微萃取-气相色谱-质谱法（Py-SPMEGC-MS）分析17种常用卷烟纸浆原料的热裂解产物，在空气气氛中，将浆原料分别在300℃、500℃和700℃条件下热裂解后进行固相微萃取，采用HP-5MS毛细管色谱柱对热裂解产物进行定性分析。结果表明:第一，阔叶木浆、针叶木浆和麻浆3种纸浆在300℃、500℃、700℃条件下的热裂解产物均以低沸点小分子醛类、酮类化合物为主，不同产地的木浆内含物不同，导致其热裂解产物种类和数量存在一定差异。随着热裂解温度的升高，3种纸浆的热裂解产物及种类也随之增加。第二，在300℃条件下，阔叶木浆的热裂解产物种类最多（7种）。在500℃条件下，阔叶木浆和麻浆的热裂解产物种类相当（13种）；针叶木浆的热裂解产物未出现氮杂环类、烃类、苯类和茚类物质，但出现醚类物质。在700℃条件下，3种纸浆的热裂解产物种类基本相当（≈15种）；相较于针叶木浆，阔叶木浆的热裂解产物未出现醚类物质，麻浆的热裂解产物未出现醚类物质和吡喃葡糖类物质。第三，同一温度下，不同纸浆热裂解产物中的有害成分不一致，对于酚类物质，阔叶木浆和针叶木浆产生的种类和数量较多。对于巴豆醛，3种纸浆产生的数量一致，而对于稠环芳烃类物质，阔叶木浆产生的种类及数量较多，麻浆次之，针叶木浆最少。

相较之下，单婧［7］等研究的温度范围则相对较窄，采用热重分析仪及热裂解气相色谱-质谱联用仪对卷烟纸用纤维原料针叶木浆、阔叶木浆、麻浆与烟草浆样纤维进行热失重和热裂解分析。结果表明:4种纤维原料的热解行为反映的主要是纤维素、半纤维素两种组分的热解。同时烟草浆料热解过程中受木素和丰富的溶剂抽提物热解影响，与其余3种纤维原料热失重过程有明显差异，表现为第一和第二失重段的起始失重温度和最大失重速率温度都较其余3 种纤维低。比较330、400、450、510℃时4种纤维的热裂解产物，烟草浆料热裂解产物丰富，麻浆热裂解产物最少。其中330℃和400℃烟草浆料热裂解产生的致香物质数量和释放量明显高于其余3种，450℃和510℃烟草浆料热裂解与其余3 种纤维原料相差不大。