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歐美大地工程案例

iCone2+ 錐形量熱儀、微型量熱儀、FTIR煙毒性分析儀在煙草、卷煙、再造煙片等的燃燒熱釋放研究

發(fā)布時(shí)間：2024-08-08 瀏覽次數(shù)：692 來源：歐美大地

吸煙被廣泛認(rèn)為是導(dǎo)致疾病和死亡的主要原因，減少其對(duì)人類健康的危害是煙草科學(xué)家和技術(shù)人員的一項(xiàng)重要而長期的任務(wù)。煙草的熱解和燃燒會(huì)釋放出數(shù)千種有害物質(zhì)，包括煙草特有的亞硝胺（TSNA）、一氧化碳、多環(huán)芳烴（PAH）、羰基化合物和酚類。同時(shí)，更低的熱釋放會(huì)減少煙草著火對(duì)周圍物品的熱輻射影響，進(jìn)而減免更大的火災(zāi)。因此，煙草的燃燒和降解過程成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。許多研究表明，卷煙的燃燒溫度對(duì)有害產(chǎn)物的釋放有顯著影響。較低的溫度帶來較少的燃燒產(chǎn)物。因此，改進(jìn)煙草燃燒熱解、降低卷煙燃燒溫度已成為煙草研究者努力的方向。

2019年發(fā)表的一篇名為"Effects of ternary potassium containing intumescent flame retardant coating on the combustion and thermal degradation properties of reconstituted tobacco sheet"的文章，對(duì)含三元鉀膨脹型阻燃涂料對(duì)再造煙片燃燒及熱降解性能的影響進(jìn)行了研究。

實(shí)驗(yàn)中，利用采用由聚磷酸銨（APP）、殼聚糖（CS）和檸檬酸鉀（PC）組成的三元膨脹阻燃劑（IFR）作為阻燃劑。將阻燃劑噴灑到再造煙草片(RTS)上將其改性，接著進(jìn)行了微型量熱儀、錐形量熱儀和紅外分析。由于微型量熱儀所需試樣量小，只需要幾毫克即可快速獲得樣品的一些重要可燃性參數(shù)。因此先利用微型量熱儀對(duì)阻燃劑成份的配比進(jìn)行優(yōu)化。測試結(jié)果如圖所示。結(jié)果得出阻燃性較好的阻燃劑為聚磷酸銨(APP)，殼聚糖(CS)和檸檬酸鉀(PC)的比例分別設(shè)定為1wt%、1wt%和5wt%。

不同含量的APP(a)(CS: 1 wt%，PC: 5 wt%)和PC(b)(APP: 1 wt%，PHRR(CS: 1 wt%)的APP-CS-PC涂層改性的RTS的PHRR

為了研究阻燃涂層對(duì)RTS燃燒性能的影響，比較了MCC實(shí)驗(yàn)中RTS、APP-CS-RTS(1:1 wt)和APP-CS-PC-RTS(1:1:5 wt)的HRR曲線。相應(yīng)的參數(shù)如表1和下圖所示。結(jié)果表明，APP-CS涂層可以延緩RTS的可燃性，而PC的加入不僅進(jìn)一步增強(qiáng)了涂層的抑制，而且使可燃?xì)怏w的釋放向低溫范圍移動(dòng)。

RTS、APP-CS-RTS (1:1 wt%)和 APP-CS-PC-RTS (1:1:5 wt%)的MCC數(shù)據(jù)

RTS、APP-CS-RTS(1:1 wt%)和APP-CS-PC-RTS(1:1:5 wt%)的HRR與溫度曲線

在這項(xiàng)工作中，分析表明，三元膨脹涂層顯著降低了最高溫度，從而降低了吸煙的健康風(fēng)險(xiǎn)。在測試過程中使用到了FTT的錐形量熱儀，除了文章中使用的微型量熱儀和錐形量熱儀外，F(xiàn)TT還可以提供可以測試煙草在燃燒過程中氣體的產(chǎn)生的 FTIR:傅里葉紅外光譜煙氣分析儀。