专利名称：：改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法。(二)
背景技术：
：由于石油资源的枯竭和合成塑料废弃物对生态环境造成的危害，研究和开发生物降解材料日益引入注目。又由于现有处理非,率塑料废弃物的主要方法均存在问题，如填埋方法浪费大量土地，焚烧方法会排出二氧化碳及二噁英等有害物质，而回收再加工成本高，并且加工后塑料制品的性能下降明显，因此用生物降解塑料来代替非降解塑料，是减少环境污染的有效方法，也是塑料领域发展的必然趋势。大豆蛋白质来源广泛，产量高，可再生和可生物降解，是优良的生物降解材料资源。目前它已应用于塑料、胶粘剂、涂料等领域。通过传统的塑料成型方法如热压成型、挤出成型或注射成型等方法，可以制备出大豆蛋白塑料，但是塑料存在脆和耐7jC性差的缺点，这就限制了其实际应用。用来制备大豆蛋白塑料的常用改性方法包括增塑改性、交联改性等方法。其中增塑改性方法常用的增塑剂为甘油或其他多元醇类，且多为单一增塑剂改性方式，不能充分地改善塑料的柔韧性和加工性能；交联改性方法会使塑料的加工性能下降。(三)
发明内容本发明的目的在于针对大豆蛋白塑料脆、耐水性差以及加工性能不佳的缺点，提供一种改性大豆蛋白生物糊军塑料的制备方法，通过选择合适的玉米蛋白粉或谷朊粉共混物对大豆蛋白塑料进行共混改性来提高塑料的力学性能和耐7K性能，得到具有较好的拉伸强度、断裂伸长率、耐水性和加工性能的塑料。本发明的改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法包括以下步骤(1)^S分离蛋白与玉米蛋白粉或谷朊粉、甘油或复合增塑剂混合10-50min，置于2-6'C冰箱冷藏室中，静置24h-48h;(2)将步骤(1)得到的物料放入自制模具中，然后在110-16(TC，540MPa，热压2-10min^制成塑料片材，冷却脱膜；上述原料的重量份用量如下大豆分离蛋白10_80玉米蛋白粉或谷朊粉0—60甘油或复合增塑剂20—40。所述复合增塑剂由甘油与甲翻安共混制成，两者的比率为1:9—9:1重量，共混时间为10一40min。步骤(1)中，先将大豆分离蛋白与玉米蛋白粉或谷朊粉混合5—40min，再与甘油或复合增塑剂混合10-50min，装入聚乙烯袋中，再置于冰箱冷藏室中。所述混合方式用高速混合、捏合、研磨或粉碎。本发明所得改性大豆蛋白生物降解塑料，可用于一次性餐具，农业和园艺用具，以及玩具和室外运动器材等。本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果(1)本发明所采用的原料为普通的玉米蛋白粉、谷朊粉，大豆分离蛋白，原料来源广泛。(2)本发明所用的物料均具有生物糊性，且主要物料均来自可再生资源的天然高分子，因此该改性大豆蛋白塑料具有良好的生物降解性，属于环境友好材料。(3)本发明通过甲,安与甘油共混物的增塑作用，使大豆蛋白塑料具有良好的柔韧性、耐7K性和加工性能。玉米蛋白粉的引入，使塑料具有良好的耐水性，这会拓宽塑料的应用领域。(4)由谷朊粉对大豆蛋白进行共混改性后，塑料的拉伸强度、断裂伸长率和耐水性均得到改善。具体实施方式实施例1大豆分离蛋白方JlA高速混合机中混合20min，再与甘油研磨混合30min，装入聚乙麟中，置于2"6。C冰翁纖室中，静置24h;得到的物料放入自制模具中，然后在160。C，20MPa，热压10min，制成塑料片材，冷却脱膜；上述原料的重量份用量如下大豆分离蛋白70、甘油30;，大豆浓縮蛋白、脱脂蛋白粉代替大豆分离蛋白重复上述步骤。表1显示不同大豆蛋白生物,塑料的力学性能和吸水性能。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1结果显示，本发明采用旭分离蛋白原料制备的生物,塑料的力学性能和吸水性能优于其他大豆原料。实施例2先将^S分离蛋白与甘油放入高速混合机混合50min，m聚乙烯袋中，置于2-6'C》JC^^驢中，静置48h;得到的物料駄自制模具中，然后在110。C，10MPa，热压2min，制鹏料片沐冷却鹏；战原料的重量份用量如下旭分离蛋白60、甘油40。采用捏合机、研钵或粉碎机混合，重复上述步骤。表2显示在不同混合方式下大豆蛋白塑料的力学性能。.表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2结^M示，本发明，高速混合、捏合、研磨^^碎混合方式制备的生物降解塑料具有优异的的力学性能。实施例3先将;^M分离蛋白与甘油研磨15、20、30mta，^A聚乙像匿中，置于2-6'C冰^^藏室中，静置42h;得至啲物料駄自制模具中，然后在140'C，40MPa，热压6min，制成塑料片沐糊脱膜；上述原料的重量份用量如下大豆分离蛋白80、甘油20;表3显示以研磨方式混合不同时间所得塑料的力学性能。表3混合时间/min拉伸强S/MPa断裂伸长率/%154.58264.19204.70251.87304.76248.00表3结果显示本发明选用的混合时间条件下制备的生物降解塑料的力学性能优异。实施例4先将烦分离蛋白与甘油捏合10min,^A聚乙麟中，置于2-6'CJ^II冷藏室中，分别静置24h、30h、36h;得到的物料駄自第蝶具中，然后在15(TC，20MPa，热压5min，制成塑料片材，冷却脱膜；上述原料的錢份用量如下大豆分离蛋白80、甘油20;表4显示静置不同时间后所得塑料的力学性能。表4静置时间/H拉伸强ig/MPa断裂伸长率/%243.99266.07304.10280.25364.28285.41表4结果显示本发明选用的静置时间制备的生物降解塑料的力学性能优异。实施例5称取M分离蛋白(占总质量的70%)，甘油(占总质量的30%)，方^A5，中研磨30min。随后取出、装袋、于冰箱冷藏室中放置36h。最后称1.00g上述混合物，放入自制模具中，在平板硫化机中模压成型，制备出塑料试片。成型剝牛ll(TC、D(TC或150°C，压力20MPa，时间5min。表5显示在不同成型温度下所得塑料的力学性能。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表5结果显示本发明选用的成型温度条件下制备的生物降解塑料的力学性能优异。实施例6称取大豆分离蛋白(占总质量的70%),甘油(占总质量的30%)，放入石脚中研磨30min。之后，取出、装袋、于^f旨冷藏室中放置24h。最后称l.OOg上述混合物，放入自制模具中，在平板硫化机中模压成型，制备出塑料试片。成型条件温度14(TC，压力10MPa、20MPa或30MPa，时间6min。表六6显示不同成型压力下所得塑料的力学性能。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表6结果显示本发明选用的成型压力条件下制备的生物降解塑料的力学性能优异。实施例7称取大豆分离蛋白(占总质量的70%)，甘油(占总质量的30%)，方j[A研钵中研磨30min。然后取出、装袋、于》錄l冷藏室中驢24h。最后称1.00g上述混合物，^A自串蝶具中，在平板硫化机中tEE成型，制备出塑料试片。成型割牛温度16(TC，压力20MPa，时间4min、6min或8min。表7显示在不同成型时间下所得塑料的力学性能。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表7结果显示本发明选用的成型时间条件下制备的生物降解塑料的力争性能优异。实施例8称取^S分离蛋白(占总质量的70%)，放入混合机中。然后将甘油与甲酰胺以9:i、6:4、8:2、1:9比率分别混合40、30、20、10min，混合物占物料总质量的30%。再把混好的复合增塑剂甘油和甲移入研钵中，放入称好的大豆分离蛋白，研磨30min。取出、装袋、于冰箱冷藏室中放置36h。最后称1.00g上述混合物，放入自制模具中，在平板硫化机中模压成型，制备出塑料试片。成型条件温度16(TC，压力20MPa，时间6min。表8显示得到的塑料的力学性能。表8复合增塑剂比率/甘油甲酰胺拉伸强^/MPa断裂伸长率/%t.n、泊a^254.801.9y昆合40mino.，照a，n.3.20305.939.1混合30minm曰人，".L"256.3164混合20min。.，、泊Am.1-32108.958.2混合10min表8结果显示本发明选用的复合增塑齐吡率和混合时间割牛下制备的生物降解塑料的力学性能优异。实施例9以不同的比率称取大豆分离蛋白和玉米蛋白粉混合物(混合物占总质量的70%)，甘油(占总质量的30%)，方M石脚中研磨30min。取出、装袋、于^Cf昏冷藏室中放置24hh。最后称l.OOg上述混合物，方JCA自制模具中，在平板硫化机中t躯成型，制备出塑料试片。成型剝牛纟鹏160°C，压力20MPa，时间6min。表9显示玉米蛋白粉与大豆蛋白塑料的力学性能和吸水性能。表9f，皿e拉伸强^/MPa断劍申长率/%24h吸水率。，vhac3-08110.5193.88:2混合5min《《術a，n.2.8978.1663.45:5混合20min，《、后a^.I-3266.9551.91:6混合40min实施例10以不同的比率称取大豆分离蛋白和谷朊粉混合物(混合物占总质量的70°/。)，甘油(占总质量的30%)，放入研钵中研磨30min。随后取出、装袋、于》jcfi冷藏室中放置36h。最后称l.OOg上述混合物，方从自制模具中，在平板硫化机中難成型，制备出塑料试片。成型割牛,160°C，压力20MPa，时间6min。表10显示谷朊粉与大豆蛋白塑料的力学性能和吸水性能。表IO<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>注对于以上数据，力学性能是根据AS1MD638-91标准采用5566型材料实验机测定，拉伸速率为10mm/s。吸水性能测试是根据ASTMD571-81(1993)标准，测定塑料的24h吸水率。权利要求1、一种改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)大豆分离蛋白与玉米蛋白粉或谷朊粉、甘油或复合增塑剂混合10-50min，置于2-6℃冰箱冷藏室中，静置24h-48h；(2)将步骤(1)得到的物料放入自制模具中，然后在110-160℃，5-40MPa，热压2-10min，制成塑料片材，冷却脱膜；上述原料的重量份用量如下大豆分离蛋白10-80玉米蛋白粉或谷朊粉0-60甘油或复合增塑剂20-40。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述复合增塑剂由甘油与甲鹏安共混制成，两者的比率为1:9—9:1重量，共混时间为10—40min。3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤(1)中，先将大豆分离蛋白与玉米蛋白粉或谷朊粉混合5—40min，再与甘油或复合增塑剂混合10-50min，装入聚乙烯袋中，再置于冰箱冷藏室中。4、根据权禾頓求3所述的方法，其特征在于所述混合方式用高速混合、捏合、研磨或粉碎。全文摘要本发明是一种改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法，包括(1)大豆分离蛋白与玉米蛋白粉或谷朊粉、甘油或复合增塑剂混合10-50min，置于2-6℃冰箱冷藏室中，静置24h-48h；(2)将步骤(1)得到的物料放入自制模具中，然后在110-160℃，5-40MPa，热压2-10min，制成塑料片材，冷却脱膜。本发明生产工艺简单、无污染，具有良好的耐水性能、拉伸强度和断裂伸长率，可用于一次性餐具，农业和园艺用具，以及玩具和室外运动器材等。文档编号C08L89/00GK101191020SQ20071003165公开日2008年6月4日申请日期2007年11月23日优先权日2007年11月23日发明者杨晓泉,温其标,邹文中,黄国平申请人:华南理工大学