[发明专利]复合增塑剂增塑大豆蛋白塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于天然高分子材料领域，涉及大豆蛋白塑料，特别是一种复合增塑剂增塑大豆蛋白塑料及其制备方法，也属于环境科学技术领域。

背景技术

由于制造传统塑料的石油资源日趋枯竭及石油基塑料带来的全球性环境污染问题，寻找新的对环境友好塑料原料，发展非石油基聚合物迫在眉睫，而可生物降解塑料正是解决这两方面问题的有效途径。大豆蛋白可生物降解塑料不仅其分解产物能回归自然被微生物再利用，而且大豆本身是每年都可以进行大量种植的再生资源，另外，还可以提高农业附加值。

由于大豆分离蛋白分子自身的特点，其材料具有加工性能差、力学性能和抗水性能低等缺点(J.JA0CS.2002，79，197-202)。交联(Polymer，2001，42，2569-2578)、填充纤维素(J.Appl.Polym.Sci.，2003，88，3284-3209；中国专利：2006，ZL200610018180.0；2006，ZL200610018181.6)和共混(J.Appl.Polym.Sci.，2003，88，3291-3297；美国专利：1999，5922379；中国专利：2004，ZL200410013471.2；2004，ZL20041001313497.9；2006，ZL200610018534.2；2007，ZL200710051293.6)等方法被广泛的采用，均在一定程度上提高了材料的拉伸强度，但是塑料的断裂伸长率并不能得到提高，甚至会有所降低(J.Appl.Polym.Sci.，2003，89，1685-1689)。通过加入水或甘油、多羟基增塑剂(J.Macro Sci.：Pure Appl.Chem.，1996，A33(5)：557-569；J.Journal of Food Engineering.2008，86(4)：484-493)和复合增塑剂(中国专利：2007，ZL200710031652.1)可以进入蛋白质分子之间减弱其分子间的作用力，提高塑料的加工性能、韧性和延展性。然而，增塑剂的加入在提高塑料伸长率的同时极剧降低了材料的拉伸强度，使大豆蛋白可降解塑料的实际应用受到限制。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术存在的缺陷而提供一种同时具有较高拉伸强度和断裂伸长率、成本低廉的复合增塑剂增塑大豆蛋白塑料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的复合增塑剂增塑大豆蛋白塑料，是由以下重量份原料混合组成：

大豆分离蛋白       100份

水                 5-30份

己内酰胺           1-9份

甘油               5-30份。

本发明所述的大豆蛋白塑料为可降解大豆蛋白塑料。

本发明的复合增塑剂增塑大豆蛋白塑料的制备方法包括以下工艺步骤：

(1)按照一定比例将己内酰胺溶于水中，加入一定量的甘油混合均匀制成复合增塑剂，将此复合增塑剂加入到一定量的大豆分离蛋白中，快速搅拌成均匀蓬松状的混合物；

(2)将(1)中混合物置于模具中，在95-150℃成型温度下和5-25Mpa的成型压力下，热压5-20分钟，取出的热制品在同样压力下室温冷却成型，以防变形，即得大豆蛋白塑料制品。

上述大豆蛋白塑料可用于可生物降解的绿色材料如一次性餐具、食品包装、工业用复合材料等。

本发明相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明的大豆蛋白塑料，采用适量的己内酰胺可以使塑料的拉伸强度和断裂伸长率两个力学性能指标及抗水性能都得到提高，具有实用性；

(2)本发明可以通过调节己内酰胺的含量得到不同力学性能的材料，科技含量高，具有创新性；

(3)本发明的大豆蛋白塑料完全是由大豆分离蛋白和复合增塑剂在热压条件下形成的，其废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和水，对环境无污染；

(4)本发明的大豆蛋白塑料不需经化学改性或物理改性，只需与复合增塑剂简单的混合，容易加工成型，生产成本低，塑料具有较好的韧性和延展性；

(5)本发明的大豆蛋白塑料采用常规塑料加工设备与方法制备，生产工艺简单；

(6)大豆蛋白是一种可再生的资源，与石油原料相比有着取之不尽用之不竭的优点。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不局限于下面的实施例。

实施例1