专利名称：一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法
技术领域：
本发明涉及天然可降解材料技术领域，尤其是一种热塑性大豆蛋白质 塑料的制备方法。
背景技术：
大豆蛋白质的研究可以追溯到19世纪初期，最初是作为一种用于木 材的粘合剂，其工艺发展到今天仍然有人在使用。20世纪30、 40年代国 外就有开展大豆蛋白质塑料的研究，较早的关于大豆蛋白质塑料的应用是 Henry Ford尝试将大豆蛋白与苯酚-甲醛树脂混合用于制造汽车车体部 件，而降低成本的结果让更多的人用上汽车。到八十年代，大豆蛋白质的 研究主要是作为填充部分和传统的石油基热塑性材料共混，以减小塑料材 料的成本并有利于材料的分解。80年代后至21世纪初，由于对环境问题 的进一步认识，该领域的研究者们将目光锁定在全降解型的蛋白质塑料 上。到最近几年，由于石油价格上涨，使得在天然可再生材料方面的研究 变得非常广泛，大豆蛋白质塑料是其中一项热门的研究课题并取得了 一些 进展。目前，成熟的大豆蛋白质塑料加工技术都是甘油增塑或者与其他塑 料共混的，其中甘油用量和其他塑料用量都非常大，而且甘油增塑的大豆 蛋白质塑料无法避免塑料长期放置在空气中时增塑剂甘油的挥发问题，也 无法避免塑料在水中甘油的溶出问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流动性好、成本低 廉、降解性能强的热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的
一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法，其制备方法包括如下步骤:
(1) .首先配置用于溶解大豆蛋白质的采用碱和尿素的混合溶剂；
(2) .将混合溶剂与足量的豆粕粉混合，在50 7(TC温度条件下加热 25~35分钟以促进大豆蛋白质的溶解，离心分离后得到大豆蛋白质饱和溶 液；
(3) .将上述大豆蛋白质饱和溶液在室温环境下先后加入还原剂、抗水 剂、成核剂，搅拌至悬浊液并持续10 20分钟；
(4) .在搅拌下用酸性试剂A滴定悬浊液，直到突然产生大量絮状沉淀，
这时终止滴定，继续搅拌1 3分钟至凝胶消失，离心分离并干燥，干燥
温度在6(TC以下，就得到热塑性大豆蛋白质塑料原料成品。
而且，所述碱和尿素的混合溶剂中，混合溶剂的碱浓度为0.25mol/l，
尿素浓度为lmo1/1。
而且，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钙中的任意一种，或任意比例的组合。
而且，所述还原剂为Na2S03，抗水剂为ZnS04、成核剂为Si02。 本发明的特点是
1. 本热塑性大豆蛋白质塑料具有良好的流动性，既适用于模压加工， 也适用于注塑和挤出加工。
2. 本热塑性大豆蛋白质塑料，生产成本低廉，工艺简单，可以在大豆 分离蛋白生产设备的基础上稍加改变就能生产。
3. 本热塑性大豆蛋白质塑料，具有可降解性，可以用于生产力学强度 以及耐水性要求不高的各种塑料产品。
具体实施例方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例 一种热塑性大豆蛋白质塑料，其原料包括 大豆蛋白质饱和溶液1000ml 还原剂Na2S03: lg抗水剂ZnS04: 6g
成核剂Si02: 2g 酸性试剂A:足量 其制备方法是
(1) .首先配置用于溶解大豆蛋白质的采用碱和尿素的混合溶剂，混合 溶剂的NaOH浓度为0.25mol/l，尿素浓度为lmo1/1。
(2) .用该溶剂与足量的豆粕粉混合，在6(TC环境下加热30分钟以促 进大豆蛋白质的溶解，离心分离后得到大豆蛋白质饱和溶液。
(3) .取1000ml大豆蛋白质饱和溶液，在室温环境下，先后加入还原 剂Na2SO"g (在一升饱和大豆蛋白质溶液中添加l克，下同)、抗水剂 ZnS04 6g、成核剂Si02 2g，搅拌至悬浊液并持续15分钟；
(4) .在搅拌下用酸性试剂A滴定悬浊液，直到突然产生大量絮状沉淀， 整个体系凝胶化，搅拌阻力突然变大，这时终止滴定，继续搅拌1 3分 钟至凝胶消失，离心分离并干燥，就得到改性大豆蛋白粉。
上述的干燥处理，干燥温度必须在6(TC以下，可以自然风干，也可 以鼓风吹干，最后得到的浅黄色粉体为改性大豆蛋白粉，即为大豆蛋白质 塑料原料成品。
改性后的大豆蛋白质具有热塑性，能适应注塑加工等多种加工方法，
并且可以反复加工5次而力学性能没有明显下降，可制作成片材、管材和 各种形状的注塑和压制产品，产品表面光滑，熔融指数为3—8 g/10min， 拉伸强度为2—10 MPa，断裂伸长率为50—250%，24小时吸水率为5—10%， 能在潮湿环境下使用，经水浸泡后能保持原来形状，但是力学性能下降明 显，不能用于盛水。
权利要求
1.一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法，其特征在于制备方法包括如下步骤(1).首先配置用于溶解大豆蛋白质的采用碱和尿素的混合溶剂；(2).将混合溶剂与足量的豆粕粉混合，在50～70℃温度条件下加热25～35分钟以促进大豆蛋白质的溶解，离心分离后得到大豆蛋白质饱和溶液；(3).将上述大豆蛋白质饱和溶液在室温环境下先后加入还原剂、抗水剂、成核剂，搅拌至悬浊液并持续10～20分钟；(4).在搅拌下用酸性试剂A滴定悬浊液，直到突然产生大量絮状沉淀，这时终止滴定，继续搅拌1～3分钟至凝胶消失，离心分离并干燥，干燥温度在60℃以下，就得到热塑性大豆蛋白质塑料原料成品。
2. 根据权利要求1所述的一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法，其特征在于所述碱和尿素的混合溶剂中，混合溶剂的碱浓度为0.25molA，尿素浓度为lmo1/1。
3. 根据权利要求1或2所述的一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备 方法，其特征在于所述碱为氢氧化钠或氢氧化钙中的任意一种，或 任意比例的组合。
4. 根据权利要求1所述的一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方 法，其特征在于所述还原剂为Na2S03，抗水剂为ZnS04、成核剂 为Si02。
全文摘要
本发明涉及一种热塑性大豆蛋白质塑料的制备方法，是采用一种碱和尿素的混合溶液溶解豆粕，离心去除不溶物质，得到大豆蛋白质饱和溶液，然后缓慢添加各种改性剂对溶液中的大豆蛋白质进行改性制得。本热塑性大豆蛋白质塑料具有良好的流动性，既适用于模压加工，也适用于注塑和挤出加工，生产成本低廉，工艺简单，具有可降解性，在大豆分离蛋白生产设备的基础上稍加改变就能生产，广泛应用于生产力学强度以及耐水性要求不高的各种塑料产品。本发明从全新的角度分析和解决问题，选择完全在溶液中进行改性，很好地解决了改性的均一性和添加剂的分散性问题，因为没有使用甘油等小分子醇作为增塑剂，很好地避免了小分子醇类增塑剂在空气中的挥发和在水中的溶出问题。
文档编号C08H1/00GK101362824SQ20081015189
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者崔永岩, 黄晓辉 申请人:天津科技大学