Влияние состава жидкости для электронных сигарет, температуры спирали и параметров затяжки на химический состав аэрозоля

Аэрозоль электронных сигарет представляет собой сложную смесь газов и частиц; его состав зависит от рецептуры жидкости, режима затяжек и рабочих параметров устройства. В этой работе исследовали аэрозоль основного потока, образующийся в устройстве третьего поколения, в зависимости от температуры спирали (315–510 °F, или 157–266 °C), длительности затяжки (2–4 с) и соотношения пропиленгликоля (PG) и растительного глицерина (VG) в жидкости (100:0–0:100). Для химического анализа использовали целевые и нецелевые методы: жидкостную хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения, газовую хроматографию, масс-спектрометрию с химической ионизацией непосредственно в процессе измерения и гравиметрический анализ. PG и VG оказались основными компонентами (>99%) обеих фаз аэрозоля. В исследованных условиях большинство компонентов электронных сигарет были летучими или полулетучими. PG практически полностью находился в газовой фазе, тогда как значительная часть VG присутствовала в дисперсной фазе. Никотин обнаруживался только в дисперсной фазе. При повышении температуры спирали и увеличении длительности затяжки резко возрастали масса аэрозоля и образование продуктов термического разложения — карбонильных соединений; при увеличении доли VG в жидкости эти показатели снижались. Исключением был акролеин: его образование возрастало с увеличением доли VG. В изученном диапазоне температур образование карбонильных соединений происходило преимущественно за счёт термически индуцированной дегидратации, однако важную роль играли и радикальные реакции. Полученные данные выявили нерешённые вопросы, связанные с обоими путями образования этих соединений. При использовании жидкости PG расходовался значительно быстрее VG во всех исследованных условиях. Это указывает на то, что по мере использования жидкость обогащается VG, а воздействие акролеина существенно возрастает. По оценке авторов, при исходном соотношении PG:VG 30:70, когда в устройстве при температуре 375 °F (191 °C) остаётся 60–70% жидкости, она почти полностью состоит из VG. Результаты подчёркивают необходимость дальнейшего изучения изменений состава жидкости на протяжении всего цикла использования электронной сигареты.