專利名稱：一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可生物降解的改性大豆蛋白質(zhì)塑料及其制備方法，屬于高分子材料化學(xué)領(lǐng)域，也屬于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于不可再生資源的日益消耗和基于石油化工原料的合成材料制成品的廣泛使用而造成環(huán)境污染日益嚴(yán)重，因此可再生資源—天然高分子的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視。近年來以大豆分離蛋白質(zhì)為原料的新興“工業(yè)蛋白塑料工業(yè)”方興未艾，其主要研究與開發(fā)集中在通過熱壓成型制備大豆蛋白質(zhì)塑料(Rakesh Kumar，VeenaChoudhary，Saroj Mishra，I.K.Varma，Bo Mattiason.Adhesives and plastics based onsoy protein products，Industrial Crops and Products 16(2002)155-172)。但是，大豆蛋白質(zhì)塑料由于本身具有脆性大、不耐水的缺點，其實際應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種改性大豆蛋白質(zhì)塑料及其制備方法，這種塑料應(yīng)具有較好的力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率)、耐水性、透光性和熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料，其基本組成為10-40％陰離子水性聚氨酯、60-90％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比。
本發(fā)明還提供了上述水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料的制備方法將陰離子水性聚氨酯，水性大豆分離蛋白質(zhì)按質(zhì)量比為10～40∶60～90的比例混合在一起攪拌0.5h，在聚四氟乙烯模具上流延并于50±10℃干燥24h后，放入0.5M乙酸(HOAc)水溶液浸泡24 h并于50℃干燥1h，在飽和食鹽水蒸汽環(huán)境下室溫存放一周最后，樣品在20MPa和110-130℃下熱壓10min制成0.3mm厚的試片。
上述改性大豆蛋白質(zhì)塑料可用于可生物降解的綠色材料如一次性餐具、食品包裝、工業(yè)用復(fù)合材料。
本發(fā)明的改性大豆分離蛋白質(zhì)塑料，利用水性聚氨酯和大豆分離蛋白質(zhì)這些價廉的再生資源，通過簡單工藝制得，而且具有可生物降解性，有利于環(huán)保；同時可以增加水性聚氨酯和大豆分離蛋白質(zhì)產(chǎn)品的附加值，具有重要經(jīng)濟(jì)價值。本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)水性聚氨酯的含量、得到不同力學(xué)性能的材料，其科技含量高，具有創(chuàng)新性。本發(fā)明的含有適量水性聚氨酯的大豆蛋白質(zhì)塑料在拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率兩個力學(xué)性能指標(biāo)上可以同時得到提高，性能突出、具有實用性。本發(fā)明的水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料具有較低的吸水性、優(yōu)良的耐水性、較好的透光性和熱穩(wěn)定性，解決了長期困擾大豆蛋白質(zhì)塑料實際應(yīng)用的難題，因此有顯著的技術(shù)進(jìn)步。
該材料不僅生產(chǎn)工藝簡單、無污染，而且具有良好的力學(xué)性能、較低的吸水率和較高的防水性，與甘油增塑大豆蛋白質(zhì)塑料相比，力學(xué)強(qiáng)度增加3倍，吸水率降低到1/6。因此該復(fù)合材料是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ目缮锝到庑滦途G色材料。
具體實施例方式
實施例1一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料，其基本組成為20％陰離子水性聚氨酯、80％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比，編號為M20。
實施例2一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料，其基本組成為40％陰離子水性聚氨酯、60％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比，編號為M40。
實施例3一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料，其基本組成為30％陰離子水性聚氨酯、70％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比。
將陰離子水性聚氨酯(20wt％，膜的邵氏硬度10～20度，老河口皮化公司)與水性大豆分離蛋白質(zhì)(湖北省云夢龍云蛋白食品有限公司)按2∶8、3∶7、4∶6比例混合攪拌0.5h，在聚四氟乙烯模具上流延，入烘箱于50℃干燥20～30h制得固體混合試樣，再把固體混合試樣放入0.5M乙酸(HOAc)水溶液浸泡24h，取出把試片放入烘箱于50℃干燥1h，在飽和食鹽水蒸汽環(huán)境下室溫存放一周，最后樣品在20MPa和110-130℃下熱壓10min制成0.3mm厚的試片，試片的性能見附表1。
表中數(shù)據(jù)的測試如下力學(xué)性能參照ISO6239-1986(E)標(biāo)準(zhǔn)在深圳新三思測試儀器公司的CMT6503儀器上測得，拉伸速率為50mm/min；吸水性(WH2O)測試為24小時后片材的含水質(zhì)量與初始干態(tài)質(zhì)量之比；耐水性(Ro)為水浸泡4小時后濕態(tài)與干態(tài)的抗張強(qiáng)度之比。
附表1水性聚氨酯改性大豆分離蛋白質(zhì)塑料的力學(xué)性能、透光性、吸水性和耐水性

注SPI為純的大豆蛋白質(zhì)塑料，WPU為純的水性聚氨酯。
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料，其特征在于它的基本組成為10～40％陰離子水性聚氨酯、60～90％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比。
2.一種制備權(quán)利要求1所述水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料的方法，其特征在于將陰離子水性聚氨酯，水性大豆分離蛋白質(zhì)按質(zhì)量比為10～40∶60～90的比例混合在一起攪拌0.5h，在聚四氟乙烯模具上流延，于50±10℃加熱固化24h后，放入0.5M乙酸水溶液中浸泡24h，并于50±20℃干燥1h，在飽和食鹽水蒸汽環(huán)境下室溫存放一周，最后在10～20MPa和110～130℃條件下熱壓5～10min制成水性聚氨酯改性的大豆蛋白質(zhì)塑料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性大豆蛋白質(zhì)塑料及其制備方法，其基本組成為10－40％陰離子水性聚氨酯、60－90％水性大豆分離蛋白質(zhì)，以上百分比為質(zhì)量百分比。其制備方法為將陰離子水性聚氨酯，水性大豆分離蛋白質(zhì)按一定比例機(jī)械混合，干燥制得固體混合試樣，置于乙酸(HOAc)水溶液浸泡，干燥后在飽和食鹽水蒸汽環(huán)境下室溫存放一周，熱壓得到塑料片材。該材料不僅生產(chǎn)工藝簡單、無污染，而且具有良好的力學(xué)性能、較低的吸水率和較高的防水性，與甘油增塑大豆蛋白質(zhì)塑料相比，力學(xué)強(qiáng)度增加3倍，吸水率降低到1/6。因此該復(fù)合材料是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ目缮锝到庑滦途G色材料。
文檔編號C08L89/00GK1583884SQ20041001319
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者張俐娜, 王念貴 申請人:武漢大學(xué)