[發明專利]熱塑性動物蛋白/淀粉共混材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910058962.1
• 申請日: 2009-04-16
• 公開（公告）號: CN101864175A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 羅學剛;徐東
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L3/02;B29B9/06;B29B9/12;B29C47/92
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(一)技術領域??本發明涉及一種熱塑性動物蛋白/淀粉共混材料及其制備方法。

(二)背景技術??全世界每年有1.5億噸石油、天然氣等有限的石化資源用于化學合成“合成高分子”，為了減少廢棄合成高分子材料產品對環境的影響和有限資源的利用，重新構筑可持續發展的人類社會已成為世界各國的共識。實現世界經濟的可持續發展，國內外的相關研究前沿之一是利用清潔生產技術，將可再生的生物質資源，改性、合成滿足使用要求的環境友好高分子新材料，降低對有限資源的消耗，減少材料使用后對環境的污染，為此國內外的相關研究更注重尋找新的天然高分子塑料材料。

動物蛋白是地球上巨大的再生性生物高分子資源。從資源的可持續利用、保護環境和生物體親和性與生物分解性特點出發，人們對于能再生的動物蛋白的利用寄托了很大的期望。從而動物蛋白資源化利用，開發環境友好的綠色產品，已形成環境綠色高技術研究與開發中的熱點領域。動物蛋白作為可再生資源，它的改性和利用一方面可節省大量石油資源，另一方面可以緩解大量非降解合成高分子材料廢棄物造成的環境污染，動物蛋白及其改性材料廢棄后可以在自然環境中實現生物量的循環。

淀粉是來源豐富、價格便宜的天然高分子物質，是一種取之不竭的可再生資源。淀粉有著能再生、廉價、易保存和便于運輸的特點，在一定條件下可進行各種反應，派生出眾多衍生物。淀粉良好的可利用性和生物降解性使其成為生物降解材料的良好原料，淀粉基衍生物材料能在多種環境下被生物降解，最終降解產物CO2和H2O可通過光合作用進行再循環，不會對環境產生任何污染。多年來世界各國對淀粉基熱塑材料的研究開發十分重視，但熱塑性淀粉熔體性能差，加工應用過程中存在著困難，其材料的粘度和強度均較低，導致成型加工過程中定型速度很慢，實施吹塑、壓延、注塑紡絲等加工方式難度很大，很難通過常規的加工方法在常規聚合物加工設備上加工出符合使用要求的產品。

熱塑性動物蛋白與熱塑性淀粉熔融共混改性后得到的新型熱塑共混材料加工性能良好，在擠塑、吹塑、注塑和發泡過程中具有優良的熱塑加工特性和力學性能，其制品使用后完全降解且環境友好，可廣泛地用于化工、農地膜、機電、建筑材料、包裝和環保等生產加工領域。

(三)發明內容

1、發明目的本發明的目的是提供一種環境友好的熱塑性動物蛋白/淀粉共混材料及其制備方法。熱塑性動物蛋白/淀粉共混可以改善熱塑性動物蛋白的加工性能，同時可以對熱塑性淀粉起到較好的增塑作用，解決熱塑性淀粉加工性能、韌性和抗撕裂性能不足、斷裂伸長率低、薄膜較脆等不足等問題，提供一種以天然動物蛋白為原料，生產環境友好的動物蛋白/淀粉熱塑材料的新方法，為可再生資源動物蛋白的大規模開發利用服務。

2、技術方案本發明的技術方案是：

一種熱塑性動物蛋白/淀粉共混材料，它的各組分的重量份配比為：熱塑性動物蛋白1～99，熱塑性淀粉1～99，交聯劑0～10，增塑劑0～10。所述的熱塑性動物蛋白是將去除雜質后的動物毛膨化，加入原料重2倍的復合酶液，復合酶液是按每千克水加脂肪酶0.7g、中性蛋白酶2.0g和防腐劑氟硅酸鈉3.5g配制而成的，原料與復合酶液混合后，調pH值至7.0左右，40℃下間斷攪拌反應10h，酶解后過濾除雜，加去離子水溶膠，溶膠溫度為70℃→80℃→90℃，初始pH值為5，所得膠液分離純化后再經濃縮、干燥、粉碎，即得到純化動物蛋白；按重量比取純化動物蛋白20份，50％氯化鋅溶液600份于反應釜中，用鹽酸調PH值為2，使其酸變性，30分鐘后升溫至95℃，保溫30分鐘，使蛋白質熱變性，變性后加入過氧化氫20份，60℃下反應60分鐘對蛋白質氨基酸側鏈進行修飾，反應結束加入亞硫酸氫鈉20份反應30分鐘，清除多余的氧，再分別加入過硫酸銨0.2份和丙烯酸60份，同時通入N2于60℃下反應2h后停止反應，反應結束后，用丙酮充分沉淀，離心分離所得固體經水洗至中性后真空干燥得到熱塑性動物蛋白；所述的熱塑性淀粉是按重量份數取淀粉100份、甘油15份、馬來酸酐20份、過氧化叔丁基0.035份、馬來酸二辛酯3份和水16份，在高速混煉機進行混合攪拌后，在140℃～160℃通過擠出機進行熔融共混接枝反應，反應結束后的擠出造粒得到熱塑性淀粉；所述的交聯劑選用順丁烯二酸酐，檸檬酸三丁酯、乙撐雙硬脂酸酰胺、六方氮化硼中的一種或兩種以上的任意組合；所述的增塑劑選用丙三醇，聚乙二醇，鄰苯二甲酸二丁酯，己二酸二丁酯中的一種或兩種以上的任意組合。

制備熱塑性動物蛋白/淀粉共混材料的方法，其步驟是：