[发明专利]一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解塑料的制备方法，特别是涉及一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法。

背景技术

随着塑料产量的增大、成本的降低，人们就不再反复使用商品包装袋、液体容器以及农用地膜等此类的塑料，使此种塑料成为一类用过即被丢弃的废品。废弃塑料带来的“白色污染”，已经成为一种不能再被忽视的社会公害了^[1]。随着人们环境保护意识的增强，不可降解的石油基塑料将逐渐被替代。另外，石油是一种不可再生的资源，在不久的将来，这种有限的资源会被开采殆尽。因此，必须寻找一种可再生的资源来代替石油作为生产塑料的原料。

近年来，蛋白质作为一种非石油、环境安全、可生物降解和能再生的资源逐渐受到关注。天然聚合物中，蛋白质也许是在工业应用方面利用最少的天然资源，它们基本上被认为只是饲料中的功能和营养成分，而作为结构基元在非食品工业应用的巨大潜力远未被认识和理解。棉籽蛋白本身就是亲水性材料，与水分子有极强的亲和力，能借助氢键将极性的水分子吸附到蛋白分子周围。通过对动植物蛋白质进行共混、接枝、共聚、交联等改性，可以得到相应的蛋白质基材料。我国是世界第一产棉大国，棉花产量占世界棉花产量的1/3，年产棉籽约800万t，提油后的棉粕蛋白质含量可达38%～45%。以此计算，每年我国提油后的棉粕年产量超过400万t，约含有蛋白质160万t，是一种巨大的植物蛋白质资源。所以利用棉籽蛋白来研究生物降解塑料，既充分利用了我国丰富的棉籽粕资源，又解决了普通塑料对环境造成的白色污染问题。高分子材料被应用于各个领域，无处不在地遍布于我们的工作、学习、生活中，以其方便、快捷、应用范围广而著称。但是，普通高分子材料在自然条件下难于降解，对环境带来严重的污染。进入21世纪以来，保护地球环境、构筑资源循环型社会，走可持续发展道路，已成为世界关注热点和紧迫任务。生物降解塑料通过产品整个生命周期分析，已确认为环境低负荷材料。另外，相当一部分生物降解塑料的主要原料是来自可年年再生的农业资源，作为有限的、日渐减少、日趋枯竭的不可再生的石油资源的补充替代，也已成为全球瞩目的发展趋势。因此，生物降解塑料已成为全球研究开发热点，特别是完全生物降解将是未来发展的重点目前，有很多人都在从事可降解塑料的研究。

棉籽粕是棉籽经去油处理后的副产品，在我国对其利用率很低，主要是用于喂养牲畜。由于我国是最大的棉花生产国，因此产量很大。以这种二次原料为原料，成本低，有利于工业化生产中原料的获取。而且，棉籽蛋白分子中含有多种基团，有利于其改性。因此，由于石油危机和一系列的环境问题，它在降解材料领域中的用途已经引起人们的普遍关注，这也预示着蛋白质基生物降解塑料的广阔应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法，本发明以棉籽蛋白质为原料制备完全生物降解塑料，旨在克服其加工性能和力学性能不佳，耐水性差等严重缺陷，从物理改性出发，用甘油提高棉籽蛋白的加工性，再从化学改性的角度，用戊二醛对棉籽蛋白进行交联改性，最后以蒙脱土作为填充，以期提高棉籽蛋白质塑料的力学性能和耐水性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法，所述方法包括以下过程：

首先，棉籽蛋白的提取，选用剥壳棉籽榨油后的饼粕，用粉碎机粉碎，过筛，取粉料为原料，干燥后待下一步使用；称取棉籽粉，量取蒸馏水，加入氢氧化钠，在水浴中加热搅拌；萃取完毕，离心分离、取上层清液待下一步使用；上清液用盐酸溶液进行滴定，滴定到试验所需的PH值,停止加酸，进行离心分离，取沉淀，用去离子水洗涤，放于鼓风干燥箱内进行干燥，得到棉籽分离蛋白；然后分步制备成品如下：

（1）制备棉籽蛋白/甘油

将棉籽蛋白中，加入甘油，搅拌分散；将此混合物导入培养皿，在真空干燥箱中烘干；

将烘干后的样品在平板硫化机上模压成片，然后移至另一常温压机中冷却；将样片裁成测试样条之后在空气中静置，测试其各项性能；

（2）制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛

用（1）制备棉籽蛋白/甘油混合物后，再加入戊二醛，在热水浴中反应,加入戊二醛；后续过程与前面制样方法一致；

（3）制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛/钠基蒙脱土

在（2）中制备的中加入经过静沉降法提纯的蒙脱土溶液，充分混合，加入蒙脱土，后续过程与前面制样方法一致。

所述的一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法，所述甘油份数选20份/100份棉籽蛋白为佳。