卷烟纸通过添加助燃剂可降低燃烧热解的初始温度，选用不同种类的助燃剂并控制其添加量，能改变卷烟的静燃速率及抽吸口数，进而影响烟气释放量和灰分外部特征，是减害降焦和改善包灰等重要的手段。

一、助燃剂含量对卷烟静燃速率的影响

卷烟纸中添加的助燃剂会降低木纤维的起始热解温度和活化能，使卷烟炭化线附近区域卷烟纸透气度发生变化，从而促进烟气和空气的扩散，改变卷烟的燃烧状态和小分子气体物质的扩散，是影响卷烟静燃速率的主要因素。

如图3-16所示，卷烟纸中添加助燃剂，随着助燃剂含量的增加，卷烟静燃速度加快，抽吸口数减少；助燃剂对卷烟静燃速率具有显著的负相关性。

图3-16 助燃剂对卷烟静燃速度的影响

卷烟静燃速度抽吸口数

二、助燃剂含量对卷烟燃烧温度分布的影响

通过改变卷烟纸助燃剂种类及用量，可以调节卷烟燃烧的峰值温度，从而降低有害成分释放量。

1. 助燃剂含量对燃烧锥最高温度的影响

随着卷烟纸助燃剂含量的增加，燃吸过程中最高温度呈逐渐下降趋势，且变化呈较显著的规律性。助燃剂含量在0～3.45%（绝对含量0～1.001g/cm² ）时，卷烟燃烧锥最高温度从845℃降至755℃，降幅达90℃，说明增加助燃剂含量可明显降低燃烧锥最高温度。

2. 助燃剂含量对燃烧锥体积的影响

由卷烟纸助燃剂含量对燃烧锥体积（高于200℃）的影响（图3-18）可知，随着助燃剂含量的增加，燃吸过程各时刻（静燃、抽吸及阴燃）的燃烧锥体积呈增加趋势，同时，燃烧锥体积在抽吸结束时达到最大值，且在最大值处维持2s左右。

图3-17 助燃剂含量对燃烧锥最高温度（1）及燃烧锥体积（2）的影响

3. 助燃剂含量对燃烧锥温度分布的影响

随着助燃剂含量的增加，燃烧锥区域面积逐渐增加，且同一温度的等高线在沿卷烟轴向的相对距离越来越大，燃烧锥体范围增大（见图3-18） ，这说明增加卷烟纸助燃剂含量虽然降低了燃烧锥最高温度，但可以加剧卷烟燃烧。

图3-18 助燃剂含量对燃烧锥温度分布的影响（抽吸2s时）

卷烟纸助燃剂含量的增加，加快了卷烟纸的静燃速度，使之能够更快的引燃卷烟中的烟丝，从而造成了各温度区域的总体积呈增加。随着助燃剂含量的增加，特征温度T_S呈上升趋势，由于燃烧锥体积呈增加趋势，所以在此温度下绝对体积同样呈增加趋势。代表温度分布分散程度的分布系数N随着助燃剂含量增加而呈上升趋势，说明温度分布随助燃剂含量的增加，其分散程度降低，温度分布更加集中。

表3-5 助燃剂含量对静燃（抽吸前）温度体积分布与分布特征参数的影响

表3-6 卷烟纸助燃剂含量对抽吸2s时温度体积分布与分布特征参数的影响

三、助燃剂对烟气有害成分的影响

卷烟纸常用的助燃剂主要有碱金属柠檬酸盐、碱金属苹果酸盐等，通过添加助燃剂降低了纸张的热解温度，炭线附近的透气度迅速增加，因而氧气扩散至燃烧区时的速度增加，可以改变烟支的静燃速率或改善灰分外观。不同助燃剂对卷烟抽吸口数和烟气成分释放量的影响存在明显差异。

1. 助燃剂种类对烟气有害成分的影响

助燃剂种类包括柠檬酸钾、柠檬酸钠、苹果酸钾和苹果酸钠4种常用助燃剂，在助燃剂含量保持一致（2.5%）的情况下，助燃剂种类对焦油、 H及7种成分释放量的影响研究结果（图3-19）表明：在相同的助燃剂用量下，助燃剂种类对焦油、 H及7种成分释放量有一定影响。

图3-19 助燃剂种类对焦油、 H及7种成分释放量的影响

当有机酸种类相同时，钾离子助燃剂的烟气释放量整体上低于钠离子助燃剂的烟气释放量。这是由于钾盐性质更为活泼，助燃效果更好。

当阳离子均为钾离子时，柠檬酸盐助燃剂的烟气释放量整体上低于苹果酸盐的烟气释放量。当阳离子均为钠离子时，柠檬酸盐助燃剂与苹果酸盐助燃剂的焦油、 H及7种成分释放量差异较小。(www.daowen.com)

2. 助燃剂钾钠比对烟气有害成分的影响

卷烟纸助燃剂配方的钾钠比以有机酸盐中的钾离子含量（以质量计）表示。在助燃剂含量保持一致的前提下，考察柠檬酸盐和苹果酸盐助燃剂中K⁺/Na⁺对焦油、 H及7种成分释放量的影响，研究结果表明，随着助燃剂钾钠比的增加，巴豆醛释放量无明显变化，焦油、 H及其他6种成分的释放量均有降低。

如图3-20、图3-21和表3-7所示，除巴豆醛释放量外，柠檬酸盐助燃剂、苹果酸盐助燃剂的钾钠比与烟气有害成分释放量均呈负相关关系。其中，HCN释放量、 H与助燃剂钾钠比呈显著负线性相关关系，焦油、CO、NNK和苯并 [a] 芘释放量与助燃剂钾钠比呈一定负线性相关关系。巴豆醛释放量与助燃剂钾钠比无线性相关关系。

柠檬酸盐助燃剂与苹果酸盐助燃剂的钾钠比对苯酚和氨释放量的相关性有一定差异。柠檬酸盐钾钠比与苯酚呈显著负线性相关关系，与氨释放量呈一定负线性相关关系；苹果酸盐钾钠比与苯酚呈一定负线性相关关系，与氨释放量呈显著负线性相关关系。

图3-20 柠檬酸盐K⁺/Na⁺对焦油、 H及7种成分释放量的影响

图3-21 苹果酸盐K⁺/Na⁺对焦油、 H及7种成分释放量的影响

从表3-7线性回归方程的斜率比较可知，柠檬酸盐钾钠比对烟气有害成分的影响较苹果酸盐更为灵敏，尤其是对CO、 HCN释放量影响较为显著。

表3-7 助燃剂K⁺/Na⁺与焦油、 H及7种成分释放量的线性回归方程参数

3. 助燃剂含量对烟气有害成分的影响

柠檬酸钾助燃剂（纯钾盐）含量对焦油、 H及7种成分释放量影响的研究表明：随着助燃剂含量的增加，卷烟主流烟气中有害成分释放量和卷烟烟气危害性指数均呈降低趋势。

如图3-22和表3-8所示，助燃剂（柠檬酸钾）含量与H、CO、HCN、NNK、氨、苯并 [a] 芘和苯酚释放量呈显著负线性相关关系；助燃剂（柠檬酸钾）含量与焦油和巴豆醛释放量呈一定负线性相关关系。

随着助燃剂含量的增加，卷烟主流烟气中各有害成分释放量均有不同程度的下降。柠檬酸钾含量提高1%，单支卷烟苯并 [a] 芘的释放量降低约0.69ng，氨的释放量降低约0.54μg，HCN的释放量降低约6μg，苯酚的释放量降低约0.89μg，CO的释放量降低约0.51mg。

助燃剂含量对焦油、 H及7种成分释放量影响的线性回归结果见表3-8。

图3-22 柠檬酸钾含量对焦油、 H及7种成分释放量的影响

表3-8 柠檬酸钾含量与焦油、 H及7种成分释放量的回归方程参数

四、助燃剂对卷烟感官质量和包灰性能的影响

1. 助燃剂对卷烟感官质量的影响

卷烟纸助燃剂通过改变卷烟的静燃速率和燃烧温度，使卷烟烟气成分和感官吸味有一定的改变。助燃剂含量和助燃剂钾钠比对常规卷烟感官质量的影响见图3-23。

图3-23 柠檬酸盐含量和钾钠比对卷烟感官质量的影响

随着助燃剂（柠檬酸盐）钾钠比的增加，常规卷烟的香气、浓度、劲头、烤甜香的得分呈先减小后增加趋势，丰富性基本不变。

随着助燃剂（柠檬酸盐）含量的增加，常规卷烟香气、浓度、劲头、烤甜香的得分降低，丰富性基本不变。

2. 助燃剂对卷烟包灰性能的影响

卷烟纸现使用的助燃剂多为碱金属盐助燃剂，金属盐对纤维素的催化方式是以离子的形式吸附在纤维表面，促进纤维素分子的断裂和分解。通过调整卷烟纸助燃剂的含量和钾钠比，可改变卷烟纸的燃烧速度及燃烧的完全性，从而影响卷烟的包灰性能。

当卷烟纸助燃剂含量过低（＜0.7%）时，卷烟纸燃烧不充分，易造成炸灰、燃烧不均、灰色发黑甚至熄火等现象；助燃剂用量增加，燃烧加速，卷烟包灰能力提高；但卷烟纸助燃剂含量过高（＞2.5%）时，卷烟纸燃烧太快，纸灰对烟丝灰不能形成包裹，易造成烟支燃烧锥过长、落头、炭线圈较宽、灰色发黑等现象。因此，产品设计时应选择适宜的助燃剂含量，使卷烟纸与烟丝保持同步燃烧，有利于改善卷烟包灰性能。

助燃剂的钾离子、钠离子由于其自身性质的差异，在卷烟燃烧时对包灰性能产生不同的影响。其中钾离子具有开放性，促进卷烟燃烧和烟气释放；随着卷烟纸中钾离子含量的增加，烟灰的白度呈增加趋势，烟灰的裂片比例也呈增大趋势；因此钾盐对灰色有利，但卷烟包灰能力下降，烟支灰柱表面容易出现裂片。钠离子具有收敛性，可抑制烟灰的分散；随着卷烟纸中钠离子含量的增加，烟灰的裂片比例呈减小趋势。因此卷烟纸使用混合柠檬酸盐助燃剂，相比纯钾盐助燃剂来说，有利于提高烟纸灰的黏结力，从而改善卷烟的包灰性能。