[發明專利]谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200710070114.3
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101092513A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 宋義虎;鄭強
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08K5/053;C08K3/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料及其制備方法。

背景技術

當前世界塑料總產量超過1.7億噸，已滲透到國民經濟各部門以及人民生活的各個領域。隨著石油資源的日益緊缺以及合成高分子材料所造成的環境污染的日益嚴重，以可再生、可降解植物資源作為化工原料制備環境友好的生物降解塑料或可食性包裝膜材料，在學術界和工業界受到高度重視，已成為高分子材料科學與加工工程的前沿領域之一。小麥儲藏蛋白含有40～50％的醇溶蛋白與35～45％的谷蛋白，具有優良的成膜與可塑性加工特性。小麥儲藏蛋白的工業品為谷朊粉(蛋白質含量70～85％)，全球產量約50萬噸/年，平均價格8.4萬元/噸，生物降解塑料與新復合材料方面極具發展潛力。

谷物蛋白質是淀粉工業的副產品，目前主要用作飼料添加劑，部分用于食品改良劑或生產風味肽、氨基酸。采用谷物蛋白質制備可降解塑料是提高其附加值、緩解白色污染的有效途徑之一。谷物蛋白質塑料的力學性能較差，需經紫外輻照、γ-射線輻照、酶處理或化學交聯等來提高材料的剛性、耐熱性與耐水性。納米粒子填充改性是提高蛋白質材料力學性能的另一途徑。如中國專利申請號200610018534.2“大豆蛋白納米復合塑料及其制備方法”公開了采用納米二氧化硅與大豆蛋白復合，提高大豆蛋白塑料力學性能的方法，將大豆蛋白與二氧化硅分散于水中，冷凍干燥后在密煉機中與甘油混合，然后模壓成型。中國專利申請號200610018518.3“大豆蛋白質/氫氧化鋁納米復合材料及其制備方法和用途”公開了采用納米氫氧化鋁提高大豆蛋白質材料強度與剛性的方法，將大豆蛋白質分散于氯化鋁水溶液中，采用氨水與氯化鋁反應形成凝膠狀復合物，經干燥后得到可擠出加工的大豆蛋白質/氫氧化鋁納米復合物。然而，小麥蛋白質含有粘性醇溶蛋白與巨大分子量的谷蛋白，一旦水化即形成高粘性的膠團狀物，即使在濃度較低的情況下也很難形成穩定的蛋白質懸浮液。因而，采用懸液法制備谷朊粉納米復合材料時，難以保證納米粒子在復合材料中的均勻分散。

發明內容

本發明的目的是提供一種谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料及其制備方法。

谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的組成為：谷朊粉100重量份、碳酸鈣2～20重量份、甘油5～43重量份。

谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的制備方法包括以下步驟：

1)在攪拌條件下，向谷朊粉重量百分比含量為10％、氨重量百分比含量為10％、氯化鈣重量百分比含量為0.218～2.18％的水溶液中滴加重量百分比含量為為5～10％的碳酸氫銨水溶液，碳酸氫銨重量為上述溶液中氯化鈣重量的71.4％，滴加完畢后在30～60℃反應1～3h，調pH至6～7，離心分離，下層漿液用去離子水洗滌并離心分離，重復5～8次，干燥、研磨過100目篩，得谷朊粉/碳酸鈣原位復合物；

2)在谷朊粉/碳酸鈣原位復合物中加入甘油，甘油重量為復合物中谷朊粉重量的5～43％，在80～140℃熱壓10～30min，得谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料。

本發明的優點是：

1)以谷朊粉的氨水溶液為反應介質，使氯化鈣與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈣粒子，由于碳酸鈣粒子表面與蛋白質胺基、羥基間存在靜電相互作用，可將蛋白質分子吸附到碳酸鈣粒子表面，有效抑制了碳酸鈣粒子的團聚；

2)控制氯化鈣與碳酸氫銨用量使兩者通過反應而完成消耗掉，反應結束后體系中只存在水溶性氯化銨雜質，易于水洗除去。

附圖說明

圖1是對比實施例1所制備的谷朊粉塑料的電鏡照片；

圖2是實施例1所制備的谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的電鏡照片；

圖3是實施例2所制備的谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的電鏡照片；

圖4是實施例3所制備的谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的電鏡照片；

圖5是實施例4所制備的谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的電鏡照片；

圖6是實施例5所制備的谷朊粉/碳酸鈣原位復合材料的電鏡照片。

具體實施方式

谷朊粉也稱活性小麥面筋，是以小麥面粉為原料深加工提取的一種天然植物蛋白質。合適的谷朊粉可以從蛋白質含量≥75％(干基)的商業產品中選擇，如可從上海旺味食品有限公司購買谷朊粉。

本發明采用氨水溶解谷朊粉，并在谷朊粉的氨水溶液中加入氯化鈣，然后滴加碳酸氫銨溶液，使氯化鈣與碳酸氫銨反應而生成碳酸鈣。反應原理如下：