研究LIP卷烟纸的热裂解

丁丽婷［28］等对LIP卷烟纸在热失重最大速率处（300、600℃），以及卷烟燃烧的最高温度处（900℃）的热裂解挥发性产物进行了定性和半定量分析，结果发现:在不同裂解温度下，LIP卷烟纸裂解产物共检测出165种挥发性裂解产物，裂解温度和裂解组分个数见表6-10。在300、600、900℃下依次鉴定出68种、98种、95种挥发性成分，分别占总挥发性成分的77.96%、74.97%、78.27%。

300℃下，裂解产物多为一些酮、醛、酯、酚类物质，含量最高的是乙酸甲酯，它具有芳香气味，能影响卷烟的抽吸品质，其次是2-戊酮和3-甲基-2,4-戊二酮，2-戊酮具有酒和丙酮的气味，香味成分的释放量为35.56%；随着裂解温度升高到600℃，裂解产物明显增加，且继续升高温度后产物种类基本不变，说明在600℃时，LIP卷烟纸已完全裂解，出现炔烃、苯、苯酚、醇类物质含量增加，香味成分的释放量占28.47%；900℃下，酚类物质减少，出现稠环芳烃类物质但含量不大，致香成分占25.79%，香味成分的释放量随裂解温度的升高而降低。此外，在300℃裂解温度下检测出5-羟甲基糠醛，据文献记载，5-羟甲基糠醛是淀粉初步裂解的主要产物［29］，这与已知的淀粉是阻燃剂中的主要成分相一致，而600℃检测出糖苷类物质，推测可能是5-羟甲基糠醛裂解的结果，当升高温度，糖苷进一步裂解，所以在900℃未检测出该物质。

表6-10　LIP卷烟纸和对照卷烟纸裂解温度与裂解组分个数的关系

(www.xing528.com)

注:“-”表示未检测到。

在300℃条件下，对照卷烟纸的裂解产物主要是酮类、酸类、醛类和醇类，含量最高的是乙酸甲酯，其次是戊醛和甲酸异丁酯；随着温度升高到600℃，出现苯、呋喃、咪唑类物质，醛、酮、醇类物质有所减少，乙酸含量最高；到900℃时，含量最高的是乙酸甲酯，其次是2-戊酮和戊醛，醛、酮、醇类物质又有所增加，主要是在空气环境下，纤维素裂解后的炭渣进一步裂解。同时在对照卷烟纸热裂解产物中检测到5-羟甲基糠醛，证明实验的对照卷烟纸上也添加有类似淀粉类的物质，这与在两种卷烟纸上滴加碘液后变蓝的结论相一致，说明要达到自熄的目的，对照卷烟纸也经过预处理。

LIP卷烟纸和对照卷烟纸裂解产物共检测出62种相同化合物，LIP卷烟纸裂解的特有挥发性成分有103种，其中，芳香化合物和稠环芳烃23种，酮类21种，醛类4种，醇类15种，酚类9种，酯类5种，酸类2种，烯烃类11种，醚类2种，糖苷类2种，呋喃类1种，炔类1种，苯类1种，烷烃类6种；对照卷烟纸的特有裂解成分有46种，其中，芳香化合物7种，酮类6种，醛类3种，醇类4种，酚类1种，酯类3种，酸类3种，烯烃类3种，醚类2种，唑啉类1种，呋喃类3种，炔类1种，烷烃类7种，吡喃类1种，过氧化物1种。从以上数据可以看出，LIP卷烟纸的裂解产物相比对照卷烟纸，种类基本相同，大部分为酮类、酯类、醛类、酸类等物质，还生成如2-甲基-2-戊烯酸、甲基苯甲醇等多种致香类物质，有利于改善卷烟的抽吸品质，香味成分的释放量随裂解温度的升高而降低，LIP卷烟纸之所以会产生较多且不同的物质，一方面是由于卷烟纸中添加的阻燃剂是一个混合型化合物，与卷烟纸一起参与燃烧后，阻燃剂生成一部分裂解产物；另一方面，由于裂解温度低，在相同的温度下，LIP卷烟纸裂解得更充分，生成的物质也更多，而卷烟纸经过阻燃处理后，裂解路径发生变化，因此裂解产物有所不同。