醇类溶剂对电子烟雾化气溶胶粒径分布的影响

作者:王诗太 ;金勇 ;李克 ;范红梅 ;赵国玲 ;彭新辉 ;谭海风 ;刘金云 ;喻赛波 刊名:中国烟草学报 上传者:朱小明

【摘要】为了解烟油的溶剂组成对电子烟气溶胶粒径分布的影响规律,采用电子低压冲击仪(ELPI)分别测试了乙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、丙三醇、1,2,4-丁三醇、PEG200、PEG400等常见醇类溶剂在相同雾化条件下的烟雾颗粒粒径分布,并在此基础上研究了烟油中1,2-丙二醇和丙三醇的配比对电子烟雾化气溶胶粒径分布的影响。结果表明,1)当醇类溶剂的羟基数目小于3时,溶剂雾化气溶胶粒径分布曲线是单峰,颗粒数浓度峰值在0.02~0.05μm范围内,且正丁醇〉正丙醇≥乙醇;1,4-丁二醇〉1,2-丙二醇〉乙二醇。2)丙三醇和1,2,4-丁三醇雾化气溶胶粒径分布曲线呈双峰分布;分别位于0.02~0.05μm和0.1~1μm范围。3)PEG200、PEG400雾化气溶胶粒径分布曲线呈双峰分布,分别位于0.05~0.1μm和0.1~1μm范围内。4)碳链长度相同时,羟基数目从1增加到3,雾化气溶胶大颗粒数增多。5)随着烟油中1,2-丙二醇比例降低(丙三醇比例增加),雾化气溶胶的大颗粒有增多趋势,雾化气溶胶的每口粒子数浓度降低。

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31 醇类溶剂对电子烟雾化气溶胶粒径分布的影响 王诗太,金勇,李克,范红梅,赵国玲,彭新辉,谭海风,刘金云,喻赛波 湖南中烟工业有限责任公司技术研发中心,长沙市劳动中路386号 410008 摘 要:为了解烟油的溶剂组成对电子烟气溶胶粒径分布的影响规律,采用电子低压冲击仪(ELPI)分别测试了乙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2- 丙二醇、1,4- 丁二醇、丙三醇、1,2,4- 丁三醇、PEG200、PEG400 等常见醇类溶剂在相同雾化条件下的烟雾颗粒粒径分布,并在此基础上研究了烟油中 1,2- 丙二醇和丙三醇的配比对电子烟雾化气溶胶粒径分布的影响。结果表明,1) 当醇类溶剂的羟基数 目小于 3 时,溶剂雾化气溶胶粒径分布曲线是单峰,颗粒数浓度峰值在 0.02~0.05 μm 范围内,且正丁醇 >正丙醇≥乙醇;1,4- 丁二醇 >1,2- 丙二醇 > 乙二醇。2) 丙三醇和 1,2,4- 丁三醇雾化气溶胶粒径分布曲线呈双峰分布;分别位于0.02~0.05 μm 和 0.1~1 μm 范围。3)PEG200、PEG400 雾化气溶胶粒径分布曲线呈双峰分布,分别位于 0.05~0.1 μm 和 0.1~1 μm 范围内。4)碳链长度相同时,羟基数目从 1 增加到 3,雾化气溶胶大颗粒数增多。5)随着烟油中 1,2- 丙二醇比例降低(丙三醇比例增加),雾化气溶胶的大颗粒有增多趋势,雾化气溶胶的每口粒子数浓度降低。 关键词:电子烟;烟油;气溶胶;粒径分布;丙二醇;丙三醇;雾化 引用本文:王诗太,金勇,李克,等 . 醇类溶剂对电子烟雾化气溶胶粒径分布的影响 [J]. 中国烟草学报,2017,23(6) 中国烟草学报 Acta Tabacaria Sinica http://ycxb.tobacco.org.cn doi:10.16472/j.chinatobacco.2017.091 作者简介:王诗太(1978-),硕士研究生,高级工程师,主要从事烟气分析和降焦减害,Email:wangsht0226@hngytobacco.com 通讯作者:金 勇(1971-),Email:jiny1227@ hngytobacco.com 收稿日期:2017-04-01;网络出版时间:2017-11-29 与传统卷烟燃烧烟草形成气溶胶不同,电子烟是一种新型烟草制品,通过电子元器件加热烟油雾化形成气溶胶。近年来,电子烟销售量迅速增加,在欧美烟草制品市场已经成功占有一席之地 [1-2]。烟草企业科研人员纷纷对新型电子烟气溶胶化学成分以及物理属性进行了研究 [3-4]。Ingebrethsen 等 [5-8] 利用气溶胶测试仪分析了电子烟气溶胶粒径分布。Fuoco 研究表明 [5],电子烟气溶胶颗粒峰值在 120~165nm 之间, 与传统卷烟相似;Mikheev 研究结果表明 [8],在较低样品稀释倍数下,测试电子烟气溶胶粒径分布是双峰分布,分别在 11~25nm,96~175nm 范围内,认为较高稀释倍数导致样品测试结果失真。研究结果差异可能因为实验所使用的测试仪器,稀释倍数、电子烟参数以及烟油化学成分和配比造成的。然而,目前对电子烟气溶胶粒径分布的影响因素研究较少。本文在不考虑物质使用性以及电子烟电压、电阻参数相同的情况下,在同一气溶胶测试平台上研究了常见醇类溶剂的种类对雾化气溶胶颗粒粒径分布的影响,并考察了烟油中丙三醇(甘油)和丙二醇配比对电子烟气溶胶粒径分布的影响,为电子烟烟油的研究提供参考。 1 材料与方法 1.1 材料与仪器材料:无水乙醇、正丙醇 (AR,天

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