[发明专利]一种改性大豆蛋白塑料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可生物降解的改性大豆蛋白塑料的制备方法和用途，属于高分子材料化学领域，也属于天然高分子领域。

背景技术

由于不可再生资源的日益消耗和基于石油化工原料的合成材料制成品的广泛使用而造成环境污染日益严重，因此可再生资源—天然高分子的开发和利用越来越受到人们的重视。近年来由大豆分离蛋白为原料的新兴“工业蛋白塑料工业”方兴未艾，其主要研究与开发集中在通过热压成型(J.Appl.Polym.Sci.，1999，73，2595-2602；Polymer，1997，38，5035-5040)、注射成型和螺杆挤出(Polymer，2001，42，2569-2578)制备大豆蛋白塑料。但是，大豆蛋白塑料由于本身具有脆性大、不耐水的缺点，其实际应用受到限制。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种改性大豆蛋白塑料，这种塑料具有较好的力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)和抗水性。

本发明提供的技术方案是，一种改性大豆蛋白塑料，其基本组成为：5-50％工业木质素、20-70％大豆蛋白、15-40％甘油，以上百分比为质量百分比。

本发明还提供了上述改性大豆蛋白塑料的制备方法：将工业木质素与大豆蛋白混合后，加入甘油增塑，在密炼机中于120-150℃、10-80rpm条件下进行熔融共混3-10分钟；然后在130-180℃、10-30MPa下热压得到片材。

上述改性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。

本发明的改性大豆分离蛋白塑料，利用工业木质素和大豆分离蛋白这些价廉的再生资源，通过简单工艺制得，而且具有可生物降解性，有利于环保；同时可以增加工业木质素和大豆分离蛋白产品的附加值，具有重要经济价值。本发明可以通过调节木质素的含量和类型、增塑剂甘油的含量得到不同力学性能的材料，其科技含量高，具有创新性。本发明的含有适量工业木质素的大豆蛋白塑料在拉伸强度和断裂伸长率两个力学性能指标上可以同时得到提高，性能突出、具有实用性。本发明的工业木质素改性的大豆蛋白塑料具有较低的吸水性和优良的抗水性，解决了长期困扰大豆蛋白塑料实际应用的难题，因此有显著的技术进步。

具体实施方式

实施例1：一种改性大豆蛋白塑料，其基本组成为：6％工业木质素、68％大豆分离蛋白、26％甘油，以上百分比为质量百分比，所用工业木质素可采用造纸工业的木质素副产物。

实施例2：一种改性大豆蛋白塑料，其基本组成为：45％工业木质素、24％大豆蛋白、31％甘油，以上百分比为质量百分比。

实施例3：一种改性大豆蛋白塑料，其基本组成为：20％工业木质素、40％大豆蛋白、40％甘油，以上百分比为质量百分比。

实施例4：一种改性大豆蛋白塑料，其基本组成为：35％工业木质素、50％大豆分离蛋白、15％甘油，以上百分比为质量百分比。

实施例5：将木质素磺酸钙(广州造纸厂)与大豆分离蛋白(湖北省云梦龙云蛋白食品有限公司)按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4比例机械混合，加入占总质量40wt％的甘油增塑混合拌匀，然后在密炼机中于140℃、30rpm条件下进行熔融共混5分钟；然后将共混产物分别在150℃和20MPa、160℃和20MPa、170℃和20MPa、160℃和15MPa、160℃和25MPa下热压3分钟，保持压力恒定风冷30分钟至约50℃。同时在相同条件下用纯大豆分离蛋白制得片材作为参照。片材的性能见附表1。