专利名称：耐水大豆蛋白质塑料及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机化工领域，尤其是一种耐水大豆蛋白质塑料及其制备方法。
背景技术：
随着石油资源的日益紧张和人们对绿色环境问题严重关注，塑料制品作为难降解、有碍环保的产品受到很大限制，寻找塑料制品的替代材料成为当前的热门研究课题。目前塑料制品的替代材料大多为可降解淀粉塑料，但这类淀粉塑料与常规塑料相比，其力学性能如强度、延展性比较差，以至应用领域受到极大限制。为此人们将研究的目光投向来源天然且可再生的原料，如各种经济农作物植物果实的蛋白质，由于这类原料可再生且成本低，并能够生物降解，因此完全可以作为生物降解材料使用。最新研究成果表明，采用蛋白类材料如大豆蛋白质作为降解基质，所形成的可降解塑料可以提高其强度和延展性。但目前采用大豆蛋白质与水的相互作用非常多样化，作为成品材料要能够多用途使用，并且需要在一定的时期内、至少在使用期内具有一定的力学稳定性，同时对水也能够保持相对的稳定。而目前采用甘油作为增塑剂的大豆蛋白质所制成的降解塑料吸水性较强、耐水性较差，力学性能不佳，应用范围较小。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有良好的力学性能和较强耐水性的耐水大豆蛋白质塑料及采用复合增塑剂制备该耐水大豆蛋白质塑料的方法。
实现本发明的技术方案是该耐水大豆蛋白质塑料，其特征在于其组分及各组分的重量份数为大豆蛋白质8-10份复合增塑剂3-5份。
而且，所述的大豆蛋白质为大豆粉或大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白。
而且，所述的复合增塑剂包括甘油与丙酸的混合液、甘油与冰醋酸的混合液以及甘油与丙酸及冰醋酸的混合液的混合液，其重量比例分别为甘油∶丙酸＝1-8∶1；
甘油∶冰醋酸＝1-8∶1；甘油∶丙酸及冰醋酸的混合液＝1-8∶1。
该耐水大豆蛋白质塑料的制备方法为(1).按照配比在大豆蛋白质原料中加入复合增塑剂，充分搅拌成均匀湿性粉状的混合物；(2).该混合物放入成型设备内并在85-140℃温度条件下和10-16Mpa成型压力下，成型8-17分钟，即得原料成品。
而且，混合物的成型设备包括平板硫化机或螺杆挤出机或压延机。
具体实施例方式
以下对本发明的实施例做进一步详述，但不局限于本实施例本实施例涉及的大豆蛋白质包括大豆粉、大豆浓缩蛋白及大豆分离蛋白。大豆粉是为含蛋白质为40-50％的全脂大豆粉或者脱脂大豆粉产品；大豆浓缩蛋白是从高质、干净、完整和脱皮大豆中除去大豆油和水溶性非蛋白部分后其蛋白质含量不少于70％(干基)的产品；大豆分离蛋白是含有90％(干基)的产品。由于这三种大豆蛋白质的功能及配量基本相同，因此在实施例中仅以大豆分离蛋白为例进行叙述。
实施例一(1).在100Kg大豆分离蛋白原料中加入由30Kg甘油与20Kg丙酸所构成的复合增塑剂，充分搅拌成均匀湿性粉状的混合物；(2).将该混合物放入平板硫化机的模具中，加热模具至125℃，成型压力为15Mpa，成型10分钟，即得原料成品。
实施例二(1).在100Kg大豆分离蛋白原料中加入由40Kg甘油与10Kg冰醋酸所构成的复合增塑剂，充分搅拌成均匀湿性粉状的混合物；(2).将该混合物放入三辊(或四辊)压延机的模具中，加热模具至90℃，成型压力为12Mpa，成型14分钟，将所得的原料成品压延成片(或膜)。
实施例三(1).在100Kg大豆分离蛋白原料中加入由60Kg甘油与10Kg丙酸、5Kg冰醋酸所构成的复合增塑剂，充分搅拌成均匀湿性粉状的混合物；(2).将该混合物放入Φ30单螺杆挤出机中挤出片材，挤出条件为四段温度分别为85℃、115℃、130℃、130℃，转速为30rpm。
上述工艺步骤的大豆分离蛋白、甘油、丙酸、冰醋酸均为市售产品。
通过上述制备方法所得到的成品原料制成的塑料是安全、无毒的，可应用于一次性餐具、食品包装材料、工业复合材料等领域；而且制备工艺较为简单，科技含量高，原料资源丰富，成本低廉，降解性能较好，有利于环境保护。本发明通过调节复合增塑剂中甘油的比例来得到不同力学性能的耐水塑料，并且在拉伸强度、断裂伸长率尤其在吸水性方面与现有的同类降解塑料相比均有较大程度的提高。
下面通过表一来印证本发明与现有的单独采用甘油作为增塑剂的塑料在吸水性方面的极大优势。
表一 耐水大豆蛋白质机械性能和吸水性
以上数据的测试按如下力学性能参照GB/T1040-92在深圳市瑞格尔仪器有限公司生产的电子万能试验机测得，拉伸速度为50mm/min；吸水性能测试参照GB1034-86，浸水后试样的质量减去浸水前试样的质量与浸水前试样的质量之比。
权利要求
1.一种耐水大豆蛋白质塑料，其特征在于其组分及各组分的重量份数为大豆蛋白质8-10份复合增塑剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的耐水大豆蛋白质塑料，其特征在于所述的大豆蛋白质为大豆粉或大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白。
3.根据权利要求1所述的耐水大豆蛋白质塑料，其特征在于所述的复合增塑剂包括甘油与丙酸的混合液、甘油与冰醋酸的混合液以及甘油与丙酸及冰醋酸的混合液的混合液，其重量比例分别为甘油∶丙酸＝1-8∶1；甘油∶冰醋酸＝1-8∶1；甘油∶丙酸及冰醋酸的混合液＝1-8∶1。
4.一种如权利要求1所述的耐水大豆蛋白质塑料的制备方法，其特征在于制备方法为(1).按照配比在大豆蛋白质原料中加入复合增塑剂，充分搅拌成均匀湿性粉状的混合物；(2).该混合物放入成型设备内并在85-140℃温度条件下和10-16Mpa成型压力下，成型8-17分钟，即得原料成品。
5.根据权利要求4所述的耐水大豆蛋白质塑料的制备方法，其特征在于混合物的成型设备包括平板硫化机或螺杆挤出机或压延机。
全文摘要
本发明涉及一种耐水大豆蛋白质塑料及其制备方法。其主要技术特点是耐水大豆蛋白质塑料的组分及重量份数为大豆蛋白质为8－10份；复合增塑剂为3－5份。其制备方法是在大豆蛋白质原料中加入复合增塑剂，形成的混合物放入成型设备中成型，成型后的原料成品冷却到30－35℃保存。本发明通过调节复合增塑剂中甘油的比例来得到不同力学性能的耐水塑料，并且在拉伸强度、断裂伸长率尤其在吸水性方面与现有的同类降解塑料相比均有较大程度的提高，本发明所用试剂是安全、无毒的，没有污染，可应用于一次性餐具、食品包装材料、工业复合材料等领域；而且制备工艺较为简单，科技含量高，原料资源丰富，成本低廉，降解性能较好，有利于环境保护。
文档编号C08K5/09GK101062998SQ200610013519
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者崔永岩, 陈公安, 高留意 申请人:天津科技大学