專利名稱：：高疏水性可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法及用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有高疏水性且可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法及用途，屬于天然高分子領(lǐng)域，也屬于化學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品和環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著環(huán)境問題日益加劇，基于合成高分子的非降解材料的發(fā)展受到了限制，而符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的可降解的天然高分子材料的發(fā)展逐漸受到重視。大豆蛋白質(zhì)是大豆搾油之后的副產(chǎn)物，來源豐富，可生物降解，屬環(huán)境友好材料。充分利用大豆蛋白質(zhì)制備材料不僅可以保護(hù)環(huán)境，而且可以節(jié)省有限的石油資源。大豆蛋白質(zhì)塑料的研究可追溯到1930s(U.S.Pat.No1,460,757)。大豆蛋白質(zhì)塑料易脆，且具有高吸水性。由于蛋白質(zhì)在水的作用下，其力學(xué)性能有明顯的下降，從而大大限制了其廣泛應(yīng)用。為了克服這些缺點，通常添加水或甘油等增塑劑來提高其加工性能或力學(xué)性能，也可通過接枝合成高分子來提高其力學(xué)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強度和耐水性能，而合成高分子的加入破壞了大豆蛋白質(zhì)材料的生物可降解性。因此制備耐水的可降解的大豆蛋白質(zhì)材料是一個重要的課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高疏水的可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法，以大豆分離蛋白質(zhì)為原料，添加硫二甘醇和二苯基羥乙酸，由熱壓法制備大豆蛋白質(zhì)塑料，操作流程簡單，制備出的大豆蛋白質(zhì)塑料具有高疏水性，且可生物降解。實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種高疏水的可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法包括以下步驟先將大豆分離蛋白與硫二甘醇混合1030分鐘，再加入二苯基羥乙酸后混合攪拌1030分鐘，然后在150160°C，1020MPa的條件下熱壓520分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。所述硫二甘醇的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的2030wt%。所述二苯基羥乙酸的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的02(kt%。制得的大豆蛋白質(zhì)塑料可用作農(nóng)業(yè)、化工、食品、環(huán)境等領(lǐng)域中的覆蓋物材料、包裝材料以及一次性容器的材料等。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的創(chuàng)新如下本發(fā)明所用的增塑劑為硫二甘醇，硫二甘醇為芥子氣[(C1C2H4)2S]的水解產(chǎn)物，成本低，比傳統(tǒng)的甘油少一個氫鍵，更有利于改善大豆蛋白質(zhì)塑料的耐水性能，且由于含硫基團(tuán)的存在，延長了大豆蛋白質(zhì)塑料的使用壽命。本發(fā)明通過添加二苯基羥乙酸得到了100%耐水的生物可降解的大豆蛋白質(zhì)塑料。下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1為實施例2制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解0天掃描電子顯微鏡照片。圖2為實施例2制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解2天掃描電子顯微鏡照片。圖3為實施例2制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解6天掃描電子顯微鏡照片。圖4為實施例4制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解0天掃描電子顯微鏡照片。圖5為實施例4制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解2天掃描電子顯微鏡照片。圖6為實施例4制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解6天掃描電子顯微鏡照片。具體實施方式實施例l取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與1克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，然后將該混合物在155'C,15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該塑料在水中浸泡26小時后的吸水率69.9%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為26.34MPa、3.59%及854MPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度cTb、斷裂伸長率Sb及彈性模量分別為1.59MPa、176.14%及3.43MPa。該塑料在土壤中4天后降解52.5wt%。實施例2取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與1克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，再加入O.5克二苯基羥乙酸混合后攪拌15分鐘，然后將所得混合物在155。C，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率10%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為13.5MPa、22.5%及369MPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為2.9MPa、3.72%及46.21MPa。本實施例制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解O天、2天和6天的掃描電子顯微鏡照片分別如圖l、圖2和圖3所示，該塑料在土壤中6天后降解55.8wtW。實施例3取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與1克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，再加入0.75克二苯基羥乙酸混合攪拌15分鐘，然后將所得混合物在155。C，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率為-0.64%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為9.3MPa、4.42%及321.9MPa。在水中浸泡26小時后塑料變得很脆，該塑料在土壤中6天后降解53.5wt呢。實施例4取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與1克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，再加入1克二苯基羥乙酸混合攪拌15分鐘，然后將所得混合物在155。C，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率-6.9%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為6.73MPa、3.6%及309.7MPa。在水中浸泡26小時后塑料變得很脆。本實施例制得的大豆蛋白質(zhì)塑料在天然土壤中降解O天、2天和6天的掃描電子顯微鏡照片分別如圖4、圖5和圖6所示，該塑料在土壤中6天后降解51.lwt%。實施例5取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與l.5克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，然后將該混合物在155t:，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該塑料在水中浸泡26小時后的吸水率65.6%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為15.63MPa、127.8呢及460MPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度cib、斷裂伸長率Sb及彈性模量分別為O.91MPa、69.41%及2.23MPa。該塑料在土壤中4天后降解50.2wt。/0。實施例6取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與l.5克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，再加入O.5克二苯基羥乙酸混合后攪拌15分鐘，然后將所得混合物在155'C，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率-0.34%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為3.67MPa、59.03%及35.58MPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為2.03MPa、37.79%及27.6MPa。該塑料在土壤中4天后降解32.2wt%。實施例7取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與1.5克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌15分鐘，再加入O.75克二苯基羥乙酸混合攪拌15分鐘，然后將所得混合物在155t，15MPa的條件下模壓成型10分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率為-9.74%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為2.4MPa、47.5%及17.9MPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為2.97MPa、27.78免及71.3MPa。該塑料在土壤中4天后降解30.4wt%。實施例8取大豆分離蛋白質(zhì)5克，與l.5克硫二甘醇混合后在高速攪拌機中攪拌1030分鐘，再加入1克二苯基羥乙酸混合攪拌1030分鐘，然后將所得混合物在150160°C，1020MPa的條件下模壓成型520分鐘，制得大豆蛋白質(zhì)塑料。該大豆蛋白質(zhì)塑料在水中浸泡26小時后的吸水率-10.62%，由電子拉力實驗機測得其在干態(tài)下的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為2MPa、36.8%及16.lMPa。在水中浸泡26小時后的抗張強度、斷裂伸長率及彈性模量分別為4.3MPa、14.3%及152.98MPa。該塑料在土壤中4天后降解29.lwt%。下表為通過本發(fā)明方法制得大豆蛋白質(zhì)塑料的力學(xué)性能，耐水性能以及可生物降解性<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>所以制得的大豆蛋白質(zhì)塑料可用作農(nóng)業(yè)、化工、食品、環(huán)境等領(lǐng)域中的覆蓋物材料、包裝材料以及一次性容器的材料等。權(quán)利要求1.一種高疏水性可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法，其特征在于包括以下步驟先將大豆分離蛋白與硫二甘醇混合后攪拌10～30分鐘，再加入二苯基羥乙酸后混合攪拌10～30分鐘，然后將所得混合物在150～160℃，10～20MPa的條件下熱壓5～20分鐘即制得大豆蛋白質(zhì)塑料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高疏水性可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法，其特征在于硫二甘醇的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的2030wt免。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高疏水性可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法，其特征在于二苯基羥乙酸的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的020wt%。4.權(quán)利要求l所述大豆蛋白質(zhì)塑料的用途，其特征在于用作農(nóng)業(yè)、化工、食品、環(huán)境等領(lǐng)域中的覆蓋物材料、包裝材料以及一次性容器的材料等。全文摘要本發(fā)明公開了一種高疏水性可生物降解的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法，先將大豆分離蛋白與硫二甘醇混合后攪拌10～30分鐘，再加入二苯基羥乙酸后混合攪拌10～30分鐘，然后將所得混合物在150～160℃，10～20MPa的條件下熱壓5～20分鐘制得大豆蛋白質(zhì)塑料，其中硫二甘醇的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的20～30wt％，二苯基羥乙酸的用量為大豆分離蛋白質(zhì)的0～20wt％。制得的蛋白質(zhì)塑料具有高疏水性和良好的力學(xué)性能及生物可降解性，用作農(nóng)業(yè)、化工、食品、環(huán)境等領(lǐng)域中的覆蓋、包裝材料以及一次性容器等。本發(fā)明生產(chǎn)過程簡單、方便、無毒、無害、無污染，可帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。文檔編號C08L89/00GK101225235SQ200810046798公開日2008年7月23日申請日期2008年1月25日優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日發(fā)明者張俐娜,拉卡西.庫碼申請人:武漢大學(xué)