[发明专利]高疏水性可生物降解的大豆蛋白质塑料的制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高疏水性且可生物降解的大豆蛋白质塑料的制备方法及用途，属于天然高分子领域，也属于化学、农业、食品和环境工程领域。

背景技术

随着环境问题日益加剧，基于合成高分子的非降解材料的发展受到了限制，而符合可持续发展战略的可降解的天然高分子材料的发展逐渐受到重视。大豆蛋白质是大豆榨油之后的副产物，来源丰富，可生物降解，属环境友好材料。充分利用大豆蛋白质制备材料不仅可以保护环境，而且可以节省有限的石油资源。大豆蛋白质塑料的研究可追溯到1930s(U.S.Pat.No 1,460,757)。大豆蛋白质塑料易脆，且具有高吸水性。由于蛋白质在水的作用下，其力学性能有明显的下降，从而大大限制了其广泛应用。为了克服这些缺点，通常添加水或甘油等增塑剂来提高其加工性能或力学性能，也可通过接枝合成高分子来提高其力学性能和耐水性。然而水或甘油等小分子的引入大大降低了材料的拉伸强度和耐水性能，而合成高分子的加入破坏了大豆蛋白质材料的生物可降解性。因此制备耐水的可降解的大豆蛋白质材料是一个重要的课题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种高疏水的可生物降解的大豆蛋白质塑料的制备方法，以大豆分离蛋白质为原料，添加硫二甘醇和二苯基羟乙酸，由热压法制备大豆蛋白质塑料，操作流程简单，制备出的大豆蛋白质塑料具有高疏水性，且可生物降解。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种高疏水的可生物降解的大豆蛋白质塑料的制备方法包括以下步骤：先将大豆分离蛋白与硫二甘醇混合10～30分钟，再加入二苯基羟乙酸后混合搅拌10～30分钟，然后在150～160℃，10～20MPa的条件下热压5～20分钟，制得大豆蛋白质塑料。

所述硫二甘醇的用量为大豆分离蛋白质的20～30wt％。

所述二苯基羟乙酸的用量为大豆分离蛋白质的0～20wt％。

制得的大豆蛋白质塑料可用作农业、化工、食品、环境等领域中的覆盖物材料、包装材料以及一次性容器的材料等。

与现有技术相比较，本发明的创新如下：

本发明所用的增塑剂为硫二甘醇，硫二甘醇为芥子气[(ClC₂H₄)₂S]的水解产物，成本低，比传统的甘油少一个氢键，更有利于改善大豆蛋白质塑料的耐水性能，且由于含硫基团的存在，延长了大豆蛋白质塑料的使用寿命。

本发明通过添加二苯基羟乙酸得到了100％耐水的生物可降解的大豆蛋白质塑料。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1为实施例2制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解0天扫描电子显微镜照片。

图2为实施例2制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解2天扫描电子显微镜照片。

图3为实施例2制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解6天扫描电子显微镜照片。

图4为实施例4制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解0天扫描电子显微镜照片。

图5为实施例4制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解2天扫描电子显微镜照片。

图6为实施例4制得的大豆蛋白质塑料在天然土壤中降解6天扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

实施例1

取大豆分离蛋白质5克，与1克硫二甘醇混合后在高速搅拌机中搅拌15分钟，然后将该混合物在155℃，15MPa的条件下模压成型10分钟，制得大豆蛋白质塑料。该塑料在水中浸泡26小时后的吸水率69.9％，由电子拉力实验机测得其在干态下的抗张强度、断裂伸长率及弹性模量分别为26.34MPa、3.59％及854MPa。在水中浸泡26小时后的抗张强度σ_b、断裂伸长率ε_b及弹性模量分别为1.59MPa、176.14％及3.43MPa。该塑料在土壤中4天后降解52.5wt％。

实施例2