近年来,加热不燃烧卷烟作为传统卷烟的低害替代产品之一出现在市场上,其产生的主流烟气需降温后才能流通入口,否则易造成抽烟者口腔、气管粘膜等的热损伤。因此,可实现烟气快速降温的香烟滤嘴,即“气溶胶冷却元件”,就成为加热不燃烧卷烟的研发关键之一。本论文以常用卷烟滤嘴材料——二醋酸纤维素为基础材料,采用熔融沉积成型技术制备螺旋式长烟气通道,同时研发高导热相变螺旋通道包覆材料,构建组合式烟气快速降温元件。该降温结构及原理不仅可用于加热不燃烧卷烟的主流烟气降温,同时也为其它领域气体快速降温提供借鉴和参考。为提高二醋酸纤维素熔融沉积成型适用性,本论文对二醋酸纤维素进行了增塑改性,通过动态力学热分析、差示扫描量热分析及热重分析,探讨增塑剂——三乙酸甘油酯含量对二醋酸纤维素热性能的影响。研究发现,随增塑剂含量的增加,增塑体系的玻璃化转变温度、熔融温度和外延起始分解温度都随之下降,当增塑剂含量达到30 wt%时,增塑体系获得较大的热加工温度窗口。本论文以此增塑剂含量的二醋酸纤维素/三乙酸甘油酯共混体系进行熔融沉积成型工艺探讨,研究表明,在205～215℃内所制备增塑二醋酸型材的成型较好,力学性能随温度的增加而提高。在优化的熔融沉积成型工艺下,进一步制备了二醋酸纤维素螺旋结构,研究螺纹间隔距离对卷烟抽吸阻力、主流烟气温度及过滤效率的影响,并将采用褶皱聚乳酸薄膜作为气溶胶冷却元件的国外卷烟作为对照样进行综合性能对比。研究发现,卷烟吸阻随螺纹间隔距离的增大而减小,主流烟气温度随螺纹间隔距离的增大而提高,当螺纹间隔距离为1.5mm时,卷烟吸阻、主流烟气温度均低于对照样,且最高主流烟气温度不超过55℃。卷烟过滤效果随螺纹间隔距离的减小而提高,综合过滤效率虽相较依靠直接拦截进行烟气过滤的国外对照样降低,但仍与对照样同属中焦油卷烟。同时,本论文利用螺旋结构对烟气的离心作用,制备了二醋酸纤维素/正二十烷/单壁碳纳米管螺旋结构包覆材料,以提高包覆材料的储热与导热性能,充分发挥结构与材料的协同降温效果。通过差示扫描量热分析发现,包覆薄膜的相变温度与正二十烷的相变温度相差不大;相变焓随正二十烷含量的增加而增大,当正二十烷的添加量为30 wt%时,薄膜的焓效率可达84.1%。通过导热系数及导热速度测试发现,当单壁碳纳米管的添加量为1 wt%时,薄膜的导热系数提高了18.4%,瞬时导热速度提升了3倍左右。为研究组合降温元件的综合性能,将所制备的气溶胶快速降温组合元件接入加热不燃烧卷烟中进行抽吸实验及性能测试与分析,探讨组合烟气快速降温元件对卷烟主流烟气温度、过滤效率及抽吸阻力的影响。实验结果表明,组合降温元件烟气降温效果相较未包覆高导热相变薄膜的螺旋结构元件以及国外对照样进一步提高,最高主流烟气温度低至53.64℃;烟气由于螺旋结构的离心作用而使其被外覆薄膜充分捕集,薄膜表面烟油分布明显增加,组合降温元件获得了更优的综合过滤效果;卷烟抽吸阻力较国外对照样增加0.048 k Pa,吸阻偏差在国标允差范围（±0.245 k Pa）。