[發明專利]一種改性大豆蛋白塑料的制備方法

有效

• 申請號: 201410825910.3
• 申請日: 2014-12-28
• 公開（公告）號: CN104497594A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 鄒文中;張小芳
• 申請（專利權）人: 鄒文中
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L3/12;C08L5/08;C08K5/053;C08K5/20;C08B37/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 羅保康

技術領域

本發明涉及一種改性大豆蛋白塑料的制備方法。

背景技術

近年來，由于石油資源的日漸枯竭和環境污染的日益加劇，大豆蛋白作為可再生及生物降解材料,已應用到非食品工業領域。其中關于大豆蛋白塑料的研究和開發始于20世紀40年代，雖然該材料具有良好的生物降解性和較高的強度，但存在高脆性和耐水性差的缺點。采用增塑改性方法處理，大豆蛋白塑料的韌性和耐水性得到改善，但是其拉伸強度下降。采用聚乳酸和聚己內酯對大豆蛋白塑料進行共混改性，其強度、韌性和耐水性均得到改善，但是上述改性處理需添加適當的相容劑，且生物降解聚酯價格較高，因此以上缺陷限制了該共混物的應用。與申報人之前的發明專利“改性大豆蛋白生物降解塑料的制備方法”相比，該發明中塑料的制備工藝得到優化，通過高直鏈淀粉和殼聚糖共混和復合增塑劑增塑，其拉伸強度、斷裂伸長率和耐水性得到改善。

發明內容

本發明的目的是針對大豆蛋白塑料較脆、耐水性差和加工性能不佳的缺點，提供一種改性大豆蛋白塑料的制備方法，通過選擇合適的谷朊粉、高直鏈淀粉、殼聚糖共混物對大豆蛋白塑料進行共混改性來提高塑料的力學性能和耐水性能，得到具有較好的拉伸強度、斷裂伸長率、耐水性和加工性能的塑料。

本發明提供的改性大豆蛋白塑料的制備方法包括以下步驟：

（1）稱取大豆分離蛋白、高直鏈淀粉、改性殼聚糖和復合增塑劑；

（2）將步驟（1）中稱取后的原料研磨10～20min，然后用捏合機混合20～35min，得到混合料，裝袋并在室溫靜置12～24h。

（3）將步驟（2）得到的混合料放入模具中，先用模壓成型機預熱0.5～2min，預熱溫度60～80℃，然后在130～150℃，5～15MPa，熱壓4～8min，制成塑料片材。

上述原料的重量份數如下：

大豆分離蛋白?????????????50～73；

高直鏈淀粉?????????????????1～5；

殼聚糖????????????????????1～10；

復合增塑劑???????????????25～35。??????????

步驟（1）中，大豆分離蛋白，高直鏈淀粉和改性殼聚糖均經篩分處理，粒度100～300目，且經干燥處理使原料水分含量低于6%。干燥處理為真空干燥或烘箱干燥。

所述的大豆分離蛋白是以低溫脫溶大豆粕為原料生產的一種產品，大豆分離蛋白中蛋白質含量在90%以上。由于大豆分離蛋白含有高蛋白和十多種人體必需氨基酸，所以也有人用作全價蛋白類食品添加劑。

所述改性殼聚糖為O-羧甲基殼聚糖或N，O-羧甲基殼聚糖。

其中，O-羧甲基殼聚糖的制備方法是將5g殼聚糖加入到50ml?42%NaOH中，在溫室下，邊攪拌邊加入1～6g氯乙酸反應24～36h后，用1:1HCL調節至中性，用無水乙醇沉淀，并多次浸泡洗滌。最后60℃真空干燥，即得到O-羧甲基殼聚糖。

其中，N，O-羧甲基殼聚糖的制備方法是將10g殼聚糖加入到1000?mL?42％NaOH溶液中，充分溶脹之后轉至三口燒瓶中并加入100?mL異丙醇，共置30?min后加入2～8?g的氯乙酸。升溫至60℃反應3～6?h，冷卻后，溶液用冰醋酸調節pH至中性，用無水乙醇沉淀，用95％的乙醇及無水乙醇反復洗滌。將合成的產物于60℃真干燥，即得到N，O-羧甲基殼聚糖。

所述復合增塑劑由甘油和甲酰胺共混而成，三者比例2:8～8:2，共混時間為10～30min。

所述高直鏈淀粉中直鏈淀粉含量為70～80%，可以采用高直鏈玉米淀粉，高直鏈玉米淀粉目前我國開始引種，它具有抗潤脹性，直鏈淀粉含量的增加，加速了淀粉的糊化，生成的淀粉糊強度較高。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和有益效果：

（1）?本發明所采用的原料為大豆分離蛋白、高直鏈淀粉和殼聚糖，原料來源廣泛。其中殼聚糖具有耐水性、抗菌性，而高直鏈淀粉能夠提高塑料的力學性能。

（2）?本發明所用的物料均具有生物降解性，且主要物料均來自可再生資源的天然高分子，特別是大豆分離蛋白沿著它的肽鏈骨架，含有很多極性基，所以具有吸水性、保水性和膨脹性，因此該改性大豆蛋白塑料具有良好的生物降解性，屬于環境友好材料。

（3）塑料制備工藝簡單，能夠提高塑料的力學性能和抗水性。

（4）本發明通過甲酰胺與甘油共混物的增塑作用，使大豆蛋白塑料具有良好的柔韌性、耐水性和加工性能。