[发明专利]改性大豆蛋白生物降解塑料的制备方法

说明书

(一)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。又由于现有处理非降解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水性差的缺点，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降解塑料的制备方法，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水性能，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)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。

所述复合增塑剂由甘油与甲酰胺共混制成，两者的比率为1∶9--9∶1重量，共混时间为10-40min。

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降解性，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)本发明通过甲酰胺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、耐水性和加工性能。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。

(四)具体实施方式

实施例1

大豆分离蛋白放入高速混合机中混合20min，再与甘油研磨混合30min，装入聚乙烯袋中，置于2-6℃冰箱冷藏室中，静置24h；得到的物料放入自制模具中，然后在160℃，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；

采用大豆浓缩蛋白、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降解塑料的力学性能和吸水性能。

表1