[發明專利]谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200710070129.X
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101092516A
• 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;C08K3/22
• 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/納米二氧化鈦原位復合材料的制備方法。

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，采用懸液法制備谷類蛋白質納米復合材料時，難以保證納米粒子在復合物中的均勻分散。

發明內容

本發明的目的是提供一種谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合材料的制備方法。

谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合材料的制備方法包括以下步驟：

1)在室溫下將谷朊粉加入重量百分比濃度為10～20％的氨水中，配成蛋白質重量百分比濃度為5～10％的谷朊粉溶液，備用；

2)在室溫下將四氯化鈦或鈦酸四丁酯溶解于無水乙醇中，配成摩爾濃度為0.2～0.3摩爾/升的鈦溶液，備用；

3)在攪拌條件下，將步驟2)所得鈦溶液滴加到步驟1)所得谷朊粉溶液中，鈦溶液重量為谷朊粉溶液重量的0.1～1.25倍，反應1～3h，用重量百分比濃度為10～20％鹽酸調pH至6～7，離心分離，棄上清液，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/納米二氧化鈦原位復合物；

4)在上述谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合物中加入甘油，混合均勻，甘油重量為谷朊粉重量的5～30％，置于模具中，在80～140℃溫度下熱壓10～30min，得谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合材料。

本發明的優點是：以谷朊粉的氨水溶液為反應介質，滴加四氯化鈦或鈦酸四丁酯的乙醇溶液，使鈦化合物原位水解生成不易團聚的納米二氧化鈦粒子，保證了納米二氧化鈦粒子在谷朊粉中的均勻分散。

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、周口蓮花味精集團、河南省天冠植物蛋白有限公司、安徽省桐城市樂健食品有限公司購買谷朊粉。

本發明采用氨水溶解谷類蛋白質，配制高濃度的蛋白質溶液；以谷朊粉溶液為反應介質，滴加四氯化鈦或鈦酸四丁酯，原位水解制備納米級納米二氧化鈦粒子。反應生成氯化氫、氯化銨或丁醇副產物，需除去。因而，本發明采用鹽酸中和，調pH至6～7，使蛋白質與納米二氧化鈦粒子沉淀，然后離心除去上清液，并反復去離子水水洗、離心。干燥后研磨過100目篩，得谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合物。將谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合物與甘油混合均勻，在80～140℃模壓，即得谷朊粉/納米二氧化鈦原位復合材料。

以下結合具體實施例進一步說明本發明。

實施例1：