吉笑盈,李曉鵬,劉娟,李東亮,吳迪,王義,趙麗娟

1.四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 煙草行業(yè)雪茄煙技術(shù)創(chuàng)新中心,四川 成都 610066;2.四川師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610066

0 引言

雪茄煙是一種珍貴的煙草制品,因其煙氣濃郁、香氣醇厚豐滿、吃味香苦透甜、低焦油、高煙堿等特點(diǎn),受到越來(lái)越多的消費(fèi)者認(rèn)可[1-2]。雪茄煙的品質(zhì)很大程度上依賴于養(yǎng)護(hù)醇化過(guò)程,國(guó)內(nèi)外研究者[3-8]普遍認(rèn)為雪茄煙較為理想的養(yǎng)護(hù)環(huán)境為溫度16～21 ℃、相對(duì)濕度65%～75%。當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度過(guò)高時(shí),雪茄煙支會(huì)發(fā)生吸水現(xiàn)象,吸阻變大,燃燒性能降低,甚至滋生霉菌;而環(huán)境相對(duì)濕度過(guò)低時(shí),雪茄煙支含水率下降,煙氣刺激性增大,易產(chǎn)生茄衣開裂等問(wèn)題[9-10]。目前,雪茄煙支的儲(chǔ)存養(yǎng)護(hù)主要使用恒溫恒濕柜,但存在成本較高、只能定點(diǎn)使用等問(wèn)題,因此越來(lái)越多的雪茄客戶選擇便攜式雪茄保濕袋對(duì)煙支進(jìn)行短期存儲(chǔ)。然而,市售的便攜式雪茄保濕袋普遍使用濕紙巾作為保濕材料,保濕效果較差且時(shí)效性短,甚至?xí)l(fā)生漏液等現(xiàn)象。因此,開發(fā)智能調(diào)濕材料,解決便攜式雪茄保濕袋的保濕問(wèn)題,為雪茄客戶提供更好的消費(fèi)體驗(yàn),成為雪茄煙行業(yè)亟待解決的問(wèn)題[11]。

水凝膠是一種由三維聚合物網(wǎng)絡(luò)和水分子組成的材料,因其具有良好的生物相容性與親水性,被廣泛應(yīng)用于柔性傳感器、醫(yī)學(xué)工程材料、保濕材料等領(lǐng)域[12-14]。其中,丙烯酰胺(AM)由于單體活性高,容易聚合形成相對(duì)分子質(zhì)量較高的聚合物,因此通過(guò)AM單體自由基聚合形成的聚丙烯酰胺(PAM)水凝膠(雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠[15]、納米復(fù)合水凝膠[16]、均勻網(wǎng)絡(luò)水凝膠[17]等)通常具有優(yōu)異的機(jī)械性能,是目前應(yīng)用較為廣泛的水凝膠材料之一。然而,該類水凝膠體系缺乏對(duì)水分子的調(diào)控能力,無(wú)法在不同溫濕度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)調(diào)濕效果,極大地限制了其應(yīng)用范圍。因此,亟需開發(fā)具有智能調(diào)濕性能的新型PAM水凝膠材料。鑒于此,本文擬以PAM水凝膠為基體,在前驅(qū)體溶液中加入保濕因子甘油(Gly),通過(guò)引入大量的游離羥基形成氫鍵鎖水保濕,并降低水凝膠體系游離水的飽和蒸汽壓;同時(shí),通過(guò)鹽溶液浸漬法引入吸水因子Li+以提升水凝膠的吸水能力,并將該調(diào)濕水凝膠應(yīng)用于便攜式雪茄保濕袋中,研究其對(duì)袋內(nèi)微環(huán)境濕度的影響,以期為雪茄客戶儲(chǔ)存雪茄煙支提供新型材料。

1 材料與方法

1.1 主要材料、試劑與儀器

主要材料與試劑:丙烯酰胺(AM,分析純),成都華夏試劑廠;丙三醇(Gly,分析純),成都市科隆化學(xué)品有限公司;N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)、2-羥基-2-甲基苯丙酮、氯化鋰(LiCl)、甜菜堿(Bataine),均為分析純,上海泰坦科技股份有限公司。

主要儀器:PL203型精密天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器,昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;DZF-6030A型真空干燥箱,上海越磁儀器設(shè)備廠;PE8500型差式掃描量熱儀,美國(guó)PE儀器公司;ESCALAB Xi型X射線光電子能譜儀,賽默飛世爾科技有限公司;EV018型掃描電子顯微鏡(SEM),卡爾·蔡司股份有限公司;X-MAX50 MM2型能譜儀(EDS),牛津儀器科技有限公司;Instron3367型萬(wàn)用拉伸試驗(yàn)機(jī),英斯特朗(上海)實(shí)驗(yàn)設(shè)備貿(mào)易有限公司;Proumid SPS11-10 μ型動(dòng)態(tài)水蒸氣吸附儀,德國(guó)普優(yōu)米德有限兩合公司;VERTEX 70型傅里葉紅外光譜儀,美國(guó)科諾工業(yè)有限公司;Lambda950型紫外分光光度計(jì),珀金埃爾默股份有限公司;KBF-720型恒溫恒濕箱,德國(guó)Binder公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

采用一鍋法制備PAM-Gly水凝膠,通過(guò)在前驅(qū)體溶液中加入保濕因子Gly,利用其分子中游離羥基與水形成氫鍵,從而增加水凝膠的保水性能,以達(dá)到鎖水的目的[19]。然后,由紫外光引發(fā)成膠后,采用鹽溶液浸漬法,使吸水因子Li+充分填充在水凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,并與水凝膠體系中的游離水形成水合作用。這種強(qiáng)烈的水合作用會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)水凝膠的控水能力,使其能夠根據(jù)外部環(huán)境濕度的變化智能調(diào)控對(duì)水分子的釋放與吸收。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備PAM-Gly-LiCl水凝膠制備流程圖如圖1所示,主要步驟如下:

圖1 PAM-Gly-LiCl水凝膠制備流程圖Fig.1 Preparation process of PAM-Gly-LiCl hydrogel

1)PAM-Gly水凝膠的制備:量取30 g去離子水,加入15 g AM,攪拌5 min使其充分溶解,依次加入10 mg MBA、3 g Gly、50 mg Bataine形成前驅(qū)體溶液,再轉(zhuǎn)移至燒瓶中通入N2除去溶液中的溶解氧,加入20 μL的2-羥基-2-甲基苯丙酮后將前驅(qū)體溶液倒入定制模具中,通過(guò)紫外光照射引發(fā)反應(yīng)形成水凝膠。

2)LiCl鹽溶液的制備:量取3 g、6 g、9 g的LiCl,分別加入100 mL去離子水,使用容量瓶配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的LiCl溶液。

3)PAM-Gly-LiCl水凝膠的制備:將步驟1)制備的PAM-Gly水凝膠充分浸漬于步驟2)配制的不同質(zhì)量濃度的LiCl溶液中,反應(yīng)10 min,將其取出后用濾紙擦去表面鹽溶液。

1.3.2PAM-Gly-LiCl水凝膠結(jié)構(gòu)表征通過(guò)SEM對(duì)水凝膠樣品的微觀形貌進(jìn)行表征,測(cè)試電壓為20 kV;利用傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)水凝膠樣品的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,掃描范圍為4000～500 cm-1;采用EDS對(duì)水凝膠樣品的主要元素進(jìn)行測(cè)試,管電壓為40 kV,管電流為40 mA。

1.3.3PAM-Gly-LiCl水凝膠性能測(cè)試通過(guò)紫外分光光度計(jì)測(cè)試水凝膠樣品的透光率,檢測(cè)波長(zhǎng)為400～800 nm。

通過(guò)萬(wàn)用試驗(yàn)拉伸機(jī)在室溫下對(duì)水凝膠樣品進(jìn)行壓縮和拉伸測(cè)試:圓柱形樣品(直徑15 mm、高15 mm,壓縮速率為5 mm/min),啞鈴型樣條(長(zhǎng)35 mm,寬2 mm,厚2 mm,拉伸速率為100 mm/min)。

通過(guò)差式掃描量熱儀分析水凝膠樣品的熱力學(xué)性質(zhì),升溫速率為10 ℃/min。

調(diào)濕性能測(cè)定:將水凝膠試樣、溫濕度計(jì)置于便攜式雪茄保濕袋中作為實(shí)驗(yàn)組,并以未放置水凝膠的保濕袋作為對(duì)照組,封閉保濕袋,將保濕袋置于恒溫恒濕箱中,設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度為25 ℃,相對(duì)濕度分別為40%、60%、80%,記錄保濕袋內(nèi)濕度隨時(shí)間的變化曲線。

通過(guò)動(dòng)態(tài)水蒸氣吸附儀測(cè)試水凝膠樣品的吸水/釋水能力,測(cè)試時(shí)間為500 h,初始相對(duì)濕度為20%,相對(duì)濕度梯度為15%/45 min,溫度設(shè)定為25 ℃,質(zhì)量變化率小于0.008%時(shí),自動(dòng)執(zhí)行下一濕度程序。

圖2 PAM-Gly-LiCl水凝膠的SEM和EDS圖Fig.2 SEM and EDS images of PAM-Gly-LiCl hydrogel

2 結(jié)果與討論

2.1 PAM-Gly-LiCl水凝膠的微觀形貌與結(jié)構(gòu)分析

圖2為PAM-Gly-LiCl水凝膠的SEM和EDS圖。由圖2a)可知,PAM-Gly-LiCl水凝膠呈均勻的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);由圖2b—d)可知,AM基團(tuán)骨架的N、C、O元素的分布情況與SEM圖對(duì)應(yīng)一致,能夠?yàn)樗肿拥尼尫排c吸收提供良好的通道,實(shí)現(xiàn)對(duì)微環(huán)境濕度的調(diào)控。

圖4為PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的XPS譜圖。由圖4a)可知,在結(jié)合能分別為285 eV、399 eV、532 eV處依次出現(xiàn)C1s、N1s與O1s的特征峰,說(shuō)明水凝膠碳骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)搭建成功。由圖4b)可知,在結(jié)合能為55 eV處出現(xiàn)Li1s的特征峰,說(shuō)明Li+成功引入,賦予了PAM-Gly-LiCl水凝膠吸附水分、調(diào)節(jié)濕度的能力。此外,PAM-Gly-LiCl水凝膠中C1s、N1s、O1s特征峰的半峰寬逐漸增大,說(shuō)明隨著Gly與Li+的引入,水凝膠分子間作用力逐漸增強(qiáng),更有利于其對(duì)水分子的吸附與釋放,實(shí)現(xiàn)對(duì)微環(huán)境濕度的調(diào)控,使雪茄產(chǎn)品始終處于適宜的濕度環(huán)境中。

圖3 PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的FTIR譜圖Fig.3 Infrared spectra of PAM, PAM-Gly, PAM-Gly-LiCl hydrogels

圖4 PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的XPS譜圖Fig.4 X-ray photoelectron spectra of PAM, PAM-Gly and PAM-Gly-LiCl hydrogels

圖5 PAM、PAM-Gly和PAM-Gly-LiCl水凝膠的紫外-可見(jiàn)光譜圖及相關(guān)浸泡實(shí)物圖Fig.5 UV-Vis spectra of PAM,PAM-Gly,PAM-Gly-LiCl hydrogels and related soaking physical images

2.2 PAM-Gly-LiCl水凝膠的透光性分析

圖5為PAM、PAM-Gly和PAM-Gly-LiCl水凝膠的紫外-可見(jiàn)光譜圖及相關(guān)浸泡實(shí)物圖。由圖5a)可知,在400～800 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi),PAM、PAM-Gly和PAM-Gly-LiCl水凝膠的透光率分別為90%、88%、92%,說(shuō)明它們均具有良好的透光性。由圖5b)可知,透過(guò)PAM-Gly-LiCl水凝膠可以清晰地看到背景圖的全貌,再次表明該水凝膠透光性非常好。由圖5c)可知,與空瓶對(duì)比,即使各水凝膠樣品經(jīng)過(guò)輕微溶脹,依舊具有良好的透光性。此外,Gly與Li+的引入也未對(duì)透光性造成影響,即PAM-Gly-LiCl水凝膠能夠較好地滿足便攜式雪茄保濕袋商業(yè)化的外觀使用需求。

2.3 PAM-Gly-LiCl水凝膠的力學(xué)性能分析

由于PAM-Gly-LiCl水凝膠分子中存在雙鍵自由基聚合的碳骨架及大量的氫鍵,因此具有優(yōu)異的力學(xué)性能,相關(guān)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖6(插圖為PAM-Gly-LiCl水凝膠實(shí)物的壓縮與拉伸過(guò)程)。由圖6a)和圖6b)可知,將水凝膠試樣裁剪成長(zhǎng)條狀后,可以對(duì)其隨意彎曲打結(jié),說(shuō)明該水凝膠具有較好的柔韌性。通過(guò)萬(wàn)用試驗(yàn)拉伸機(jī)測(cè)試PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的壓縮與拉伸性能,發(fā)現(xiàn)該水凝膠可承受較高強(qiáng)度的力學(xué)負(fù)載。由圖6c)—h)可知,PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的最大壓縮應(yīng)變依次增大,由28%遞增至41%,壓縮強(qiáng)度由0.5 MPa增加至1.1 MPa,壓縮韌性由0.05 kJ/m3提升至0.14 kJ/m3,壓縮模量由0.10 kPa降低到0.06 kPa。PAM-Gly-LiCl水凝膠拉伸應(yīng)力隨拉伸應(yīng)變呈非線性變化,具有典型的應(yīng)力屈服行為,表現(xiàn)出韌性斷裂特點(diǎn);與PAM、PAM-Gly水凝膠相比,PAM-Gly-LiCl水凝膠的拉伸性能顯著提升,拉伸斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)1100%,斷裂強(qiáng)度為0.25 MPa,拉伸韌性高達(dá)1.48 kJ/m3,拉伸模量?jī)H為0.04 kPa,呈現(xiàn)高韌低模的特點(diǎn),這使PAM-Gly-LiCl水凝膠在承受更大形變的同時(shí)能保持較好的柔性。這主要是由于Gly與Li+的引入,形成了分子間氫鍵,增強(qiáng)了分子間作用力;Li+強(qiáng)烈的水合作用使PAM-Gly-LiCl水凝膠的分子間作用力進(jìn)一步增強(qiáng)。因此,PAM-Gly-LiCl水凝膠能夠滿足便攜式雪茄保濕袋在制備、運(yùn)輸、使用等過(guò)程中的力學(xué)性能要求。

圖6 水凝膠的力學(xué)性能曲線

圖7 PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的熱力學(xué)參數(shù)測(cè)定曲線Fig.7 Determination curves of water content of PAM, PAM-Gly, PAM-Gly-LiCl hydrogels

2.4 PAM-Gly-LiCl水凝膠的水分含量測(cè)定

PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的熱力學(xué)參數(shù)測(cè)定曲線如圖7所示。由圖7a)可知,相較于純PAM水凝膠,隨著Gly與Li+的引入,水凝膠材料的吸收焓峰面積逐漸變小,且結(jié)晶峰對(duì)應(yīng)的溫度更低,這說(shuō)明該水凝膠的分子間作用力最大,對(duì)水分子的控制作用最強(qiáng)。由圖7c)可知,PAM-Gly-LiCl水凝膠的結(jié)合水比例最高,說(shuō)明Gly與Li+的引入能夠提升水凝膠對(duì)水分的控制能力,使其可以根據(jù)環(huán)境濕度變化智能吸水與釋水,調(diào)節(jié)環(huán)境濕度處于雪茄煙最適宜的儲(chǔ)存濕度區(qū)間。由圖7d)可知,PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠的質(zhì)量保留率逐漸增加,即使干燥12 h后,PAM-Gly-LiCl水凝膠的質(zhì)量保留率仍可達(dá)到55%,高于PAM和PAM-Gly水凝膠,進(jìn)一步驗(yàn)證了PAM-Gly-LiCl水凝膠具有優(yōu)異的控水調(diào)濕能力。

2.5 PAM-Gly-LiCl水凝膠的調(diào)濕性能分析

將PAM、PAM-Gly、PAM-Gly-LiCl水凝膠封裝進(jìn)自主設(shè)計(jì)的便攜式雪茄保濕袋中,結(jié)構(gòu)如圖8所示,便攜式雪茄保濕袋外層材料選擇環(huán)保牛皮紙,內(nèi)層隔膜選擇可降解微透膜,水凝膠封裝在外層材料與內(nèi)層隔膜之間。使用過(guò)程中,內(nèi)層隔膜可將煙支與水凝膠隔離,保護(hù)煙支不直接接觸水凝膠材料,并且透過(guò)內(nèi)層隔膜,水凝膠可感知保濕袋內(nèi)濕度變化并進(jìn)行智能調(diào)控,使得煙支處于穩(wěn)定的濕度環(huán)境中。

圖8 基于PAM-Gly-LiCl水凝膠的便攜式雪茄保濕袋內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig.8 The internal structure of portable cigar moisturizing bag based on PAM-Gly-LiCl hydrogel

圖9 PAM-Gly-LiCl水凝膠的調(diào)濕性能分析曲線Fig.9 Analysis curves of humidity control performance of PAM-Gly-LiCl hydrogel

圖9為水凝膠樣品的調(diào)濕性能曲線。由圖9a)可知,隨著LiCl浸漬液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大,保濕袋內(nèi)微環(huán)境的平衡濕度逐步下降。當(dāng)LiCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%時(shí),保濕袋內(nèi)相對(duì)濕度可穩(wěn)定于65%左右并保持一周,達(dá)到雪茄煙貯存與養(yǎng)護(hù)最佳濕度范圍(相對(duì)濕度60%～70%)。這是由于PAM-Gly-LiCl水凝膠體系內(nèi)保濕因子Gly和吸水因子LiCl具有協(xié)同調(diào)濕作用,且LiCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,協(xié)同調(diào)濕效果越好。在該協(xié)同調(diào)濕作用下,PAM-Gly-LiCl水凝膠中的水分能夠與環(huán)境中水分緩慢交換,達(dá)到長(zhǎng)效調(diào)濕的目的,為保濕袋內(nèi)煙支提供適宜的濕度環(huán)境。由圖9b)—d)可知,當(dāng)外界環(huán)境相對(duì)濕度為40%、60%和80%時(shí),純PAM水凝膠對(duì)水分的控釋能力較差。測(cè)試過(guò)程中,該水凝膠將自身水分急劇向保濕袋內(nèi)擴(kuò)散,均在第20 h左右達(dá)到平衡,此時(shí)保濕袋內(nèi)相對(duì)濕度分別為80%、85%、98%,遠(yuǎn)高于雪茄煙貯存濕度要求。而使用Gly改性得到的PAM-Gly水凝膠具有較好的保水性,可在干燥環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)水分的緩慢釋放,經(jīng)測(cè)試在相對(duì)濕度40%環(huán)境下PAM-Gly水凝膠可調(diào)控保濕袋內(nèi)平衡相對(duì)濕度至53%;但是,由于缺乏Li+的吸濕作用,使用該水凝膠的保濕袋在相對(duì)濕度60%與80%的環(huán)境下,保濕袋內(nèi)平衡相對(duì)濕度較高,分別為78%與82%,即該水凝膠無(wú)法滿足便攜式雪茄保濕袋在高濕環(huán)境中的使用需求。在Gly與Li+的協(xié)同調(diào)濕作用下,PAM-Gly-LiCl水凝膠既可以在低濕度環(huán)境中釋水,也能夠在高濕度環(huán)境下吸水,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)保濕袋內(nèi)微環(huán)境濕度的智能調(diào)控。經(jīng)測(cè)試,當(dāng)外界環(huán)境相對(duì)濕度分別為40%、60%和80%時(shí),PAM-Gly-LiCl水凝膠均能將保濕袋內(nèi)微環(huán)境相對(duì)濕度調(diào)控至55%～65%,較好地滿足雪茄煙支在不同濕度環(huán)境下的貯存與養(yǎng)護(hù)要求。

圖10 PAM-Gly-LiCl水凝膠的調(diào)濕性能對(duì)比曲線Fig.10 Comparison curves of humidity control performance of PAM-Gly-LiCl hydrogel

市售保濕袋與PAM-Gly-LiCl水凝膠保濕袋的保濕性能差異見(jiàn)圖10。由圖10可知,未封裝PAM-Gly-LiCl水凝膠的保濕袋內(nèi)濕度易受環(huán)境濕度的影響從而發(fā)生較大的波動(dòng),而封裝有PAM-Gly-LiCl水凝膠的保濕袋,能夠使保濕袋內(nèi)相對(duì)濕度較好地穩(wěn)定于65%左右,為雪茄煙提供較長(zhǎng)時(shí)間的保護(hù);市售保濕袋對(duì)環(huán)境濕度響應(yīng)較慢,在測(cè)試一周后,保濕袋內(nèi)濕度仍呈上升趨勢(shì),尚未達(dá)到平衡,說(shuō)明該保濕袋材料一直在發(fā)生單向的釋水行為;與市售保濕材料相比,PAM-Gly-LiCl水凝膠保濕袋能夠更加快速地感知濕度變化并進(jìn)行響應(yīng),通過(guò)更敏捷的雙向控釋行為使袋內(nèi)濕度快速穩(wěn)定于65%,為雪茄煙提供更為良好的貯存環(huán)境。

圖11 PAM-Gly-LiCl水凝膠的吸附動(dòng)力學(xué)分析曲線Fig.11 Adsorption kinetic curves of PAM-Gly-LiCl hydrogel

2.6 PAM-Gly-LiCl水凝膠的吸附動(dòng)力學(xué)分析

圖11為PAM-Gly-LiCl水凝膠的吸附動(dòng)力學(xué)分析曲線。由圖11a)可知,當(dāng)PAM-Gly-LiCl水凝膠處于高濕度環(huán)境時(shí),能夠快速響應(yīng)并發(fā)生吸水行為,在10 h內(nèi)質(zhì)量增長(zhǎng)率可達(dá)40%。之后,隨著環(huán)境濕度的下降,水凝膠質(zhì)量變化率逐漸降低,說(shuō)明其能夠感知外界濕度變化并進(jìn)行智能響應(yīng),發(fā)生釋水行為。由圖11b)可知,當(dāng)環(huán)境濕度下降至40%以下時(shí),水凝膠質(zhì)量變化率為負(fù)值,說(shuō)明其不僅能夠?qū)⑽盏乃秩酷尫?而且在極度干燥環(huán)境下,還能將自身水分?jǐn)U散至外部環(huán)境中以提升環(huán)境濕度。重新升高環(huán)境濕度至95%,水凝膠質(zhì)量變化率逐步提升,且總吸水能力并未下降,呈現(xiàn)良好的循環(huán)調(diào)濕性能。由圖11c)—d)可知,濕度循環(huán)變化過(guò)程中,水凝膠的相對(duì)質(zhì)量變化率高度重合,說(shuō)明該水凝膠具有較為穩(wěn)定的高濕吸水與低濕釋水能力,正是其在大范圍濕度條件下的快速感知和智能調(diào)控能力,為其在便攜式雪茄保濕袋中的應(yīng)用提供了可能。

3 結(jié)論

本文以PAM水凝膠為基體,通過(guò)引入保濕因子Gly及吸水因子Li+,制備了具有智能調(diào)濕性能的PAM-Gly-LiCl水凝膠材料,通過(guò)研究該水凝膠的結(jié)構(gòu)與性能得出如下結(jié)論:PAM-Gly-LiCl水凝膠透明性較好,在400～800 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi),其紫外光透光率高達(dá)90%以上;具有優(yōu)異的力學(xué)性能,能夠承受較高的力學(xué)負(fù)載,最大壓縮應(yīng)變可達(dá)41%,壓縮強(qiáng)度為1.1 MPa,拉伸斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)1100%,斷裂強(qiáng)度可達(dá)0.25 MPa;能夠快速感知環(huán)境濕度變化,并作出智能響應(yīng),將其應(yīng)用于便攜式雪茄保濕袋中,可對(duì)袋內(nèi)微環(huán)境濕度進(jìn)行智能調(diào)控,將濕度穩(wěn)定于65%左右,并保持一周以上,為雪茄煙的短期存儲(chǔ)提供了有效保護(hù)。該P(yáng)AM-Gly-LiCl智能調(diào)濕水凝膠材料還有望在雪茄煙包裝盒、便攜盒、保濕包等多場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,為煙草行業(yè)有效解決雪茄煙面臨的貯存控濕難題提供技術(shù)支撐。