[發明專利]超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201911211552.6
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110964332B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 李建章;谷衛東;李楓;高強;龔珊珊;史強
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L67/06;C08J5/18;C08G63/52;C08G63/78
• 代理公司: 煙臺炳誠專利代理事務所(普通合伙) 37258
• 代理人: 李慧

本發明公開了一種超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜及其制備方法,蛋白膜由大豆分離蛋白粉5份、超支化聚酯1.25份、分散介質95份制備而成，制備方法包括超支化聚酯的合成和蛋白膜的制備兩個步驟。本發明的優點在于：使用超支化聚酯做為增塑劑替代甘油增塑劑應用到大豆蛋白膜中，解決了甘油為增塑劑，導致蛋白膜強度低、耐水性差，且甘油易浮游到膜表面，嚴重影響大豆蛋白膜材料實際應用的問題。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種高強度、可回收利用的大豆蛋白膜及其制備方法。

背景技術

采用綠色方法制備的以生物聚合物（主要是蛋白質、多糖和木質素）為基礎的可持續功能材料，為大規模使用化石資源所造成的巨大環境問題提供了最有效的解決方案。蛋白質具有多種結構和特性，是生物聚合物研究最廣泛的材料之一。大豆蛋白因其結構在膠粘劑，薄膜和水凝膠等方面得到了廣泛的應用。由于強烈的分子間相互作用，沒有任何添加劑的大豆蛋白膜脆性大，因此實用價值很小。許多研究致力于通過添加小分子增塑劑（如羥胺和多元醇）來解決大豆蛋白膜的脆性問題，這些增塑劑可減少大豆蛋白分子之間的強分子間相互作用，并增加蛋白質鏈的移動性。在各種增塑劑中，甘油作為一種有效的增塑劑，因為其無毒且與大豆蛋白相容性極佳而被廣泛使用。但是，甘油增塑的大豆蛋白膜強度下降，且甘油增塑劑在暴露于外部環境時很容易從蛋白質基質中遷移至表面，導致膜變脆及表面污染。使用含有醛基的化學物質（包括甲醛、乙二醛,和戊二醛）與蛋白鏈上的氨基反應形成交聯結構可以顯著改善大豆蛋白膜的機械性能,但是對蛋白質膜的增塑沒有積極作用。基于上述的原因，開發一種穩定且能賦予大豆蛋白膜韌性的環保型增塑劑具有重要意義。

超支化聚合物是一類具有密集分支結構，端基數量多和密度高，低分子鏈纏結，低粘度和高溶解度的樹枝狀聚合物。超支化聚合物的豐富末端基團可以提高其反應性，交聯密度和可混溶性，它們的高度分支結構可以向基質引入更多的分子內空腔或自由體積，顯現出良好的增韌作用。事實上，超支化聚酯已經用于增韌環氧樹脂，顯示出色的增韌效果和很好的抗遷移性。因此，超支化聚酯也有望在大豆蛋白膜中發揮相應作用。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜及其制備方法。

本發明提供一種超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜，所述蛋白膜以大豆分離蛋白粉為原料，采用超支化聚酯作為增韌劑得到。

為達到上述目的，本發明采用的第一種技術方案為：一種超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜，包括以下重量份的原料：大豆分離蛋白粉5份、超支化聚酯1.5-5份、分散介質95份。

本發明一個較佳實施例中，所述大豆分離蛋白粉為蛋白含量在90%以上的豆粉，且豆粉粒徑在200目以上，優選200-250目。

本發明一個較佳實施例中，所述分散介質選擇普通自來水或蒸餾水。

本發明還提供一種超支化聚酯增韌增強的高強度可回收大豆蛋白膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照質量配比稱量各原料，將超支化聚酯分散于分散介質中；

（2）將大豆分離蛋白粉均勻分散在步驟（1）得到的超支化聚酯分散液中，攪拌10分鐘，

（3）用0.1mol/L的NaOH溶液將步驟(2)制得的大豆蛋白膜分散液的pH調節至9.0；

（4）將步驟(3)制得的大豆蛋白膜溶液在85℃下水浴加熱30分鐘，然后超聲乳化30分鐘；