環(huán)境友好大豆蛋白質(zhì)材料改性開發(fā)
由于環(huán)境污染的加劇及石油基資源的日益短缺,基于可再生資源的生物材料日益受到重視。大豆蛋白質(zhì)是豆油產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物,是一種來源豐富的可再生植物資源,也是一類添加增塑劑后可熱塑成型的天然高分子材料。然而,單獨由大豆蛋白質(zhì)制備的塑料硬且脆,加入小分子增塑劑后,大豆蛋白質(zhì)熱塑性改善,柔韌性增加,但力學(xué)強度較低且對水敏感,限制了其發(fā)展和應(yīng)用。本項目以大豆分離蛋白質(zhì)(SPI)為主要原料,通過與其他生物可降解材料的共混,以及與納米粒子的復(fù)合來得到廉價、加工性良好且力學(xué)及防水性能改善的大豆蛋白質(zhì)環(huán)境友好材料。本技術(shù)的創(chuàng)新之處在于:(1)制備了鄰苯二甲酸酐改性的大豆蛋白質(zhì)(PAS)并用其來增強甘油增塑的大豆蛋白質(zhì),在不添加任何增容劑的情況下得到了兩相相容性良好、性能改善的大豆蛋白質(zhì)復(fù)合材料,探討填料、基體相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)與相容性之間的關(guān)系;(2)將碳納米管進行酸改性后與大豆蛋白質(zhì)復(fù)合,得到分散性良好、增強效果明顯的納米復(fù)合材料,研究酸改性后納米管表面極性的變化對其在基體中的分散以及與基體相容性的影響;(3)在無增塑劑添加的情況下,通過熔融共混制備了全生物降解的SPI/聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混材料,該共混材料在高蛋白質(zhì)填充量的情況下仍具有較好的韌性和強度;(4)首次通過熔融法制備了SPI/聚乙烯醇(PVA)共混膜材料,制備過程簡單、綠色且產(chǎn)品性能優(yōu)良;為了進一步改善共混材料的力學(xué)性能,繼而在SPI/PVA材料中引入層狀硅酸鹽蒙脫土(MMT),利用SPI/PVA與MMT三者間強的氫鍵作用制備剝離型或插層型納米復(fù)合材料,所得材料強度、熱穩(wěn)定性、防水性提高。
北京化工大學(xué)
2021-02-01