[發明專利]一種耐熱性大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201210540444.5
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103183837A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 白繪宇;孫鈺杰;張永峰;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L89/00;C08K9/02;C08K3/04;C08K5/053
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技術領域

本發明涉及一種耐熱性的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜的制備方法，屬于天然高分子領域，也屬于化學、農業、食品和環境工程領域。?

背景技術

隨著石油、煤、天然氣等不可再生資源的日趨枯竭以及環境污染的不斷加劇，而符合可持續發展戰略的可降解的天然高分子材料的發展逐漸受到重視。大豆蛋白作為其中之一，由各種氨基酸經肽鍵相連而成，具有可生物降解，資源極其豐富，再生速度快，價格便宜等優點。充分利用大豆蛋白制備材料不僅可以保護環境，而且可以節省有限的石油資源。因此，人們對大豆蛋白的改性及材料化應用研究也日益增多。大豆蛋白膜的力學性能差，大大限制了其廣泛應用。為了克服這些缺點，通常填加甘油等增塑劑來提高其加工性能或力學性能，然而甘油小分子的引入也降低了材料的拉伸強度。因此制備良好力學性能且具有耐熱性的大豆蛋白材料是一個重要的課題。石墨烯具有優良的熱性能和價格低廉的特點，同時也存在不容易分散在水或有機溶劑中的缺點。然而將其改性得到的氧化石墨烯，由于氧化石墨烯中含有羥基、環氧基和羧基等功能性基團，使得氧化石墨烯在基體中的分散性大大提高。?

本專利發明了一種耐熱性的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜的制備方法，首先將石墨粉，硝酸鈉和硫酸在冰浴中反應，再加入高錳酸鉀反應，制得氧化石墨烯，然后將所得氧化石墨烯分散在水溶液中，與用甘油增塑改性的大豆蛋白溶液混合，將所得混合物傾倒在玻璃模板中，在20～60℃下干燥24～48h制得大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜，其中氧化石墨烯的用量為大豆蛋白的0～2wt％，且0～2wt％不包括0，甘油的用量為大豆蛋白的20～30wt％。制得的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜具有高耐熱性和良好的力學性能，用作農業、化工、食品和環境等包裝材料和一次性容器材料等。?

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術的不足，提供一種耐熱性的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜的制備方法，以大豆蛋白為原料，填加氧化石墨烯，由澆鑄法制備大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜，操作流程簡單，制備出的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜具有高的耐熱性和良好的力學性能。?

實現本發明目的采用的技術方案是：一種耐熱性的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜的制備方法包括以下步驟：先將石墨粉，硝酸鈉和硫酸在冰浴中反應，再加入高錳酸鉀反應，制得氧化石墨烯，然后將所得氧化石墨烯分散在水溶液中，?與用甘油增塑改性的大豆蛋白溶液混合，將所得混合物傾倒在玻璃模板中，在20～60℃下干燥24～48h制得大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜。?

所述氧化石墨烯的用量為大豆蛋白的0～2wt％，且0～2wt％不包括0。?

所述甘油的用量為大豆蛋白的20～30wt％。?

制得的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜可以用作農業、化工、食品或環境領域中的包裝材料或一次性容器的材料。?

與現有技術相比較，本發明的創新如下：?

本發明通過在大豆蛋白中填加氧化石墨烯進行填充改性，改善了大豆蛋白的耐熱性和力學性能，得到高耐熱性和良好力學性能的大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜。本發明充分利用了來源豐富的大豆蛋白和石墨烯，節能環保，而且環氧石墨烯賦予大豆蛋白較好的耐熱性和力學性能，這樣的蛋白質材料實用性更強。?

附圖說明：

附圖為大豆蛋白/氧化石墨烯復合膜熱失重曲線(氧化石墨烯相對于大豆蛋白的質量百分比是0，0.4，1.5％)?

具體實施方式

以下利用實施例進一步詳細說明本發明，但不能認為是限定發明的范圍。?

實施例1氧化石墨烯的制備?

首先，稱取2g石墨粉，1g硝酸鈉和46mL硫酸依次加到250mL的燒杯中，在冰浴中攪拌混合均勻，將6g高錳酸鉀慢慢加到燒杯中，此時溫度控制在20℃下，除去冰浴后，將體系的溫度控制在35℃攪拌，將92mL水慢慢加到燒杯中，反應30min；其次，將280mL、60℃熱水和3％雙氧水加到體系中除去多余的高錳酸鉀直到沒有氣泡為止；最后將溶液過濾后，得到棕黃色物質，用熱水洗該過濾物直到上層液的pH為7為止，處理好的過濾物經抽真空后，在50℃下干燥48h即得到氧化石墨烯。?

實施例2大豆蛋白和氧化石墨烯復合物成膜液的配制?

(1)將氧化石墨烯分別加到70mL去離子水中，得到6個濃度的氧化石墨烯溶液(相對于大豆蛋白的質量百分比是0，0.4，0.8，1.0，1.5，2.0％)，經過超聲波處理1.5h后，得到分散均勻的褐色溶液；?