[发明专利]超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜及其制备方法,蛋白膜由大豆分离蛋白粉5份、超支化聚酯1.25份、分散介质95份制备而成，制备方法包括超支化聚酯的合成和蛋白膜的制备两个步骤。本发明的优点在于：使用超支化聚酯做为增塑剂替代甘油增塑剂应用到大豆蛋白膜中，解决了甘油为增塑剂，导致蛋白膜强度低、耐水性差，且甘油易浮游到膜表面，严重影响大豆蛋白膜材料实际应用的问题。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高强度、可回收利用的大豆蛋白膜及其制备方法。

背景技术

采用绿色方法制备的以生物聚合物（主要是蛋白质、多糖和木质素）为基础的可持续功能材料，为大规模使用化石资源所造成的巨大环境问题提供了最有效的解决方案。蛋白质具有多种结构和特性，是生物聚合物研究最广泛的材料之一。大豆蛋白因其结构在胶粘剂，薄膜和水凝胶等方面得到了广泛的应用。由于强烈的分子间相互作用，没有任何添加剂的大豆蛋白膜脆性大，因此实用价值很小。许多研究致力于通过添加小分子增塑剂（如羟胺和多元醇）来解决大豆蛋白膜的脆性问题，这些增塑剂可减少大豆蛋白分子之间的强分子间相互作用，并增加蛋白质链的移动性。在各种增塑剂中，甘油作为一种有效的增塑剂，因为其无毒且与大豆蛋白相容性极佳而被广泛使用。但是，甘油增塑的大豆蛋白膜强度下降，且甘油增塑剂在暴露于外部环境时很容易从蛋白质基质中迁移至表面，导致膜变脆及表面污染。使用含有醛基的化学物质（包括甲醛、乙二醛,和戊二醛）与蛋白链上的氨基反应形成交联结构可以显著改善大豆蛋白膜的机械性能,但是对蛋白质膜的增塑没有积极作用。基于上述的原因，开发一种稳定且能赋予大豆蛋白膜韧性的环保型增塑剂具有重要意义。

超支化聚合物是一类具有密集分支结构，端基数量多和密度高，低分子链缠结，低粘度和高溶解度的树枝状聚合物。超支化聚合物的丰富末端基团可以提高其反应性，交联密度和可混溶性，它们的高度分支结构可以向基质引入更多的分子内空腔或自由体积，显现出良好的增韧作用。事实上，超支化聚酯已经用于增韧环氧树脂，显示出色的增韧效果和很好的抗迁移性。因此，超支化聚酯也有望在大豆蛋白膜中发挥相应作用。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜及其制备方法。

本发明提供一种超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜，所述蛋白膜以大豆分离蛋白粉为原料，采用超支化聚酯作为增韧剂得到。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜，包括以下重量份的原料：大豆分离蛋白粉5份、超支化聚酯1.5-5份、分散介质95份。

本发明一个较佳实施例中，所述大豆分离蛋白粉为蛋白含量在90%以上的豆粉，且豆粉粒径在200目以上，优选200-250目。

本发明一个较佳实施例中，所述分散介质选择普通自来水或蒸馏水。

本发明还提供一种超支化聚酯增韧增强的高强度可回收大豆蛋白膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照质量配比称量各原料，将超支化聚酯分散于分散介质中；

（2）将大豆分离蛋白粉均匀分散在步骤（1）得到的超支化聚酯分散液中，搅拌10分钟，

（3）用0.1mol/L的NaOH溶液将步骤(2)制得的大豆蛋白膜分散液的pH调节至9.0；

（4）将步骤(3)制得的大豆蛋白膜溶液在85℃下水浴加热30分钟，然后超声乳化30分钟；