[发明专利]一种纳米氧化物及大豆分离蛋白改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米氧化物及大豆分离蛋白改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料，包含如下重量份的组分：聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯100份、大豆分离蛋白1‑20份、纳米氧化物5‑10份、润滑剂0.2‑1份、热稳定剂0.1‑1份。本发明通过引入大豆分离蛋白及纳米氧化物能够起到改善聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯机械性能的作用，并且可以防止塑料的过快老化，延长以该复合材料为基材的农用薄膜制品的使用寿命，满足聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的改性需求。

技术领域

本发明涉及生物降解高分子复合材料领域，具体涉及纳米氧化物及大豆分离蛋白改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种可完全生物降解的合成高分子材料，其具有优异的加工性能，在工业、农业、家居、包装等领域具有很广泛的应用前景。但是，纯聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯存在拉伸强度低、成本高等缺点，需要借助改性方法来改善材料的机械性能并降低材料的制造成本。

大气中的紫外线主要是在300-400nm波段，它会影响非一次性塑料制品的使用寿命，因此在聚合物基复合材料中需要添加对这个波段有强吸收的纳米微粒。纳米氧化铈和纳米氧化锌是目前较为常用的可选物质。日本早已把氧化锌用于防紫外线各种塑料制品的填料。塑料制品在紫外线作用下容易老化变脆，在其表面涂上含有氧化铈纳米颗粒涂层可以防止塑料老化。坦克、汽车、舰船、储油罐等表面上都需涂上树脂和橡胶类油漆，而这些油漆在阳光的紫外线照射下也易老化变脆，将氧化铈纳米粉体加入其中制成防紫外涂料，可以延长涂料对于设备制品的保护期限。

大豆蛋白质是来源最丰富的植物蛋白质，它不仅具有丰富的营养价值，还具有良好的生物降解性及生物相容性，易于加工，可用来制备具有优良性能的各种新型环境友好材料，如胶黏剂、可食性膜、生物降解塑料、泡沫材料、纤维材料等，也可用于生物医用材料，如制备药物载体等，在材料科学领域中展现出了广阔的应用前景。大豆蛋白质来源于大豆，大豆原产于我国，是我国古老而重要的栽培植物，在我国已有五千余年的种植历史。大豆的主要成分有：蛋白质、油脂、碳水化合物及粗纤维。大豆经筛选，干燥，脱皮，轧胚，脱脂后得到豆粕。脱脂后的豆粕可直接粉碎得到脱脂大豆粉(DSF，蛋白质含量不少于50％)。豆粕经不同提取方法如：乙醇沉析，碱提酸沉，膜分离，反胶束萃取，反向高效液相色谱法等提取得到不同蛋白质含量的其他产品，如大豆浓缩蛋白(SPC，蛋白质含量65-72％)，大豆分离蛋白(SPI，蛋白质含量90％以上)等。SPI是最重要的大豆商业产品之一，是食品和材料领域内常用的大豆蛋白质原料。

随着增强改性聚合物材料的发展，以单一聚合物为基体的复合材料已经很难满足使用需求了，在很多情况下需要使用添加成分作为增强基体。蛋白质材料具有强度高的优点，在经过环氧氯丙烷改性后，可以有效降低蛋白质材料与基体树脂材料间的相容性，且在材料遭到破坏时吸收冲击能量，从而提高制品的强度。同时纳米氧化锌或纳米氧化铈的引入可以有效吸收自然光中的紫外线，对聚合物基体起到阻隔紫外的作用，从而延长以聚合物为基体的非一次性制品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米氧化物及大豆分离蛋白改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料及其制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

一种纳米氧化物及大豆分离蛋白改性聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯复合材料，包含如下重量份的组分：

作为优选的技术方案，所述聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的数均分子量为3×10⁴-4×10⁴，最好是3.6×10⁴。

作为优选的技术方案，所述大豆分离蛋白是经环氧氯丙烷改性的大豆分离蛋白。

作为进一步优选的技术方案，所述环氧氯丙烷改性的大豆分离蛋白的粒径为50-300目，最好是80-150目。