[发明专利]鸡毛角蛋白降解塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属降解塑料的制备领域，特别是涉及一种鸡毛角蛋白降解塑料的制备方法。

背景技术

半个多世纪以来，随着塑料工业技术的迅速发展，当前世界塑料总产量已超117×108万吨，其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物，尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用，使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中，或残留在耕地的土层中，严重污染人类的生存环境，成为世界性的公害。有资料表明，城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10％以上，体积分数则在30％左右，而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物，它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注。因此，解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。

一般来讲，塑料除了热降解以外，在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢，通常认为需要200～400年。为了解决这个问题，工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料，但是，这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多，且使填埋地不稳定；又因其发出热量大，当进行焚烧处理时，易损坏焚烧炉，并排出二恶英，有时还可能排放出有害气体；而对于回收利用，往往难以收收集或即使强制收集进行回收利用，经济效益甚差甚至无经济效益。因而越来越多的学者提倡开发和应用降解塑料，并将它看作是解决这一世界难题的理想途径。目前，世界发达国家积极发展降解塑料，美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法规。降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下，能降解成对环境无害的物质的塑料。因此，它也被称为环境降解塑料，也将是21世纪应用极其广泛的一类“功能聚合材料”。目前的降解塑料存在着难以完全降解、成本过高、难以满足使用性能等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种鸡毛角蛋白降解塑料的制备方法，该制备方法简单，在一般塑料加工设备上进行各种加工成型、成本低，适用于工业化生产；制备得到的角蛋白塑料可完全降解，无污染，并可长期使用。

本发明的一种鸡毛角蛋白降解塑料的制备方法，包括：

(1)将鸡毛溶解于质量比为1∶1∶2∶3∶0.5∶0.6～1∶2∶4∶5∶0.8∶1的碱、次氯酸钠、过氧乙酸、尿素、蛋白酶和表面活性剂组成的处理中处理4～6h，离心，得到透明原液，加入角蛋白络合剂，反应后过滤，清洗至中性，烘干后研磨得到角蛋白粉；

(2)将上述10～15g角蛋白粉、0.8～1.2g长链季铵盐加入到容器中，加去离子水15～20mL，在40～60℃恒温水浴中搅拌，调pH在7.5～9，使角蛋白和长链季铵盐全部溶解，通氮气，加入80～150mL的0.1mol/L的过硫酸钾和30～50mL的0.3mol/L亚硫酸钠的溶液；搅拌10～15min，分别加入0.4～0.8g羧甲基淀粉、0.15g～0.45g多元羧酸和0.2～0.4g羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖混合液，搅拌至反应混合物液明显变稠后，立即将反应液倒入氯化钙溶液中，在60～70℃恒温水浴中反应2～3h，过滤，水洗，在60℃～80℃下干燥、粉碎，得改性角蛋白粉；

(3)取上述改性角蛋白粉、海藻酸钠、羧甲基壳聚糖、改性大豆蛋白按质量比5∶1∶1∶1～3.5∶1∶1∶1混匀后置于模具中，然后将质量比为2∶1∶1～1∶1∶1柠檬酸三酯增塑剂、氨基聚醚和乙醇水溶液混合均匀后滴加到模具中，搅拌使其混合均匀，将模具加热加压，降温脱模，得到角蛋白塑料薄板。

所述步骤(1)表面活性剂为N-酰基氨基酸阴离子、羧酸型氨基酸中的一种或两种。

所述步骤(1)蛋白酶为为丝氨酸蛋白裂解酶RWJ、嗜麦芽窄食单胞菌DHHJ角蛋白酶、YYW-1角蛋白酶中的一种或几种。

所述步骤(1)角蛋白络合剂为羟基磷灰石、乙二胺四乙酸钠、酒石酸胍、磷酸胍中的一种或几种。

所述步骤(2)中的长链季铵盐为辛烷基烯丙基二甲基氯化铵或者十二烷基烯丙基二甲基氯化铵或者十六烷基烯丙基二甲基氯化铵。

所述步骤(2)中的多元羧酸为磷基多元羧酸LZF或者壳聚糖多元羧酸LCB。

本发明鸡毛角蛋白塑料，既解决了废弃鸡毛引起的污染问题，又能减少塑料引起的白色污染问题。本发明制备的角蛋白塑料可用于农用地膜，一次性餐盒、包装材料和纺织品等场合，具有广阔的应用前景和发展前景。

有益效果