[发明专利]一种高强度、高导热大豆蛋白膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度、高导热大豆蛋白膜及其制备方法，大豆蛋白膜由以下重量份的原料制成：主剂5份、交联剂1份、增强剂0.1‑0.5份、分散介质水95份，交联剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，增强剂为氮化硼纳米片。制备方法包括增强剂和大豆蛋白膜的制备两个步骤。本发明的优点在于：同时满足了手机壳材料对导热和机械性能的要求，使大豆蛋白膜材料获得了优异的导热性能，拓宽了其应用范围；同时还具有透明性、生物降解性、抗冲击性能、耐低温和热稳定性等多种功能；此外，大豆蛋白膜材料可以很容易折叠成飞机形状后恢复到其原始形状，而不会造成任何明显的损坏。本发明的制备工艺简单，原料易得，易于实施。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别是一种高强度、高导热大豆蛋白膜及其制备方法。

背景技术

随着社会的现代化发展，价格昂贵的手机逐渐成为人们日常生活中的必需品。为了避免这种必需品成为消耗品，对手机起保护作用的价格低廉的手机壳的需求也在不断增长。然而，这些手机壳的丢弃会对环境造成一定的影响，据统计，全球每年生产的塑料手机壳多达20多亿个，预计到2025年，将产生超过120亿吨的塑料手机壳废料。此外，硅胶手机壳的散热性能不良，也容易导致手机出现机身过热甚至爆炸的风险。因此，为了减轻对环境的压力和避免手机爆炸风险，利用生物质资源开发可增强散热的手机壳，对促进国民经济的可持续发展至关重要。

目前，直接利用可持续生物资源构建的材料往往力学性能不足或制造工艺复杂。相比之下，仿生设计已成为改善结构材料性能的一种很有前途的策略。大量研究发现通过仿生设计，“砖和砂浆”结构材料的力学性能可以显著提高。然而，目前制备珍珠层结构的方法通常是使用昂贵的填料和聚合物，即氧化石墨烯和聚对苯撑苯并二噁唑纤维纤维。大豆分离蛋白是一种可持续的，可降解的、具有生物相容性的天然高分子材料，被认为是石油基聚合物的理想替代品。但是，纯蛋白的机械性能不足，这限制了它们在高性能新兴材料领域的发展。研究发现将有机/无机纳米填料(例如石墨烯，碳纳米管，金属纳米线，硅酸盐，陶瓷填料等)与大豆蛋白复合，增强机械性能的同时还能提供耐高温性和高热扩散性。但是材料强化的同时通常伴随着塑性或韧性的急剧下降，难以实现高强度和高韧性的共存。此外，由于纳米粒子的高表面能，它们也容易发生团聚，造成粒子间距过近，使得微裂纹转变为大裂纹，导致复合材料强度和韧性均下降。因此，开发一种天然高分子基的高强度、高导热材料仍然是一种挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度、高导热大豆蛋白膜及其制备方法以解决现有技术中的不足，其制备工艺简单，原料易得，易于实施。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高强度、高导热大豆蛋白膜及其制备方法，包括以下原料制备而成：主剂、交联剂、增强剂、分散介质水，所述主剂为大豆分离蛋白粉。

进一步地，所述增强剂为氮化硼纳米片。

进一步地，所述交联剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚。

进一步地，所述分散介质水选用普通自来水或蒸馏水。

进一步地，所述大豆分离蛋白粉蛋白含量不低于90％，粒径均大于200目。

进一步地，所述大豆蛋白膜由以下重量份原料制备而成：主剂5份、交联剂1份、增强剂0.1-0.5份、分散介质水95份。

根据上述的高强度、高导热大豆蛋白膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照质量配比称量各组分配备原料；

步骤2：将大豆分离蛋白粉分散于氮化硼纳米片分散液中，搅拌；

步骤3：将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚加入步骤2所得的溶液中；

步骤4：将步骤3所得的溶液升温后搅拌，然后超声辅助分散；

步骤5：将步骤4所得的溶液倒入模具中，干燥得预成品；