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1、(10)申请公布号 CN 102816439 A (43)申请公布日 2012.12.12 C N 1 0 2 8 1 6 4 3 9 A *CN102816439A* (21)申请号 201210217243.1 (22)申请日 2012.06.28 C08L 89/00(2006.01) C08H 1/00(2006.01) C08J 3/28(2006.01) C08K 5/053(2006.01) C08K 3/18(2006.01) C08K 5/09(2006.01) (71)申请人河南工业大学 地址 450001 河南省郑州市高新技术产业开 发区莲花街 (72)发明人陈复生 王洪。
2、杰 刘昆仑 郭东权 杨明成 姚永志 布冠好 郑华丽 陈亚敏 高艳秀 杨颖莹 李彦磊 李蒙 方志锋 李润洁 刘伯业 王萌蕾 郭珍 李文 (54) 发明名称 一种复合改性大豆蛋白塑料及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种复合改性大豆蛋白塑料及 其制备方法，以市售大豆分离蛋白为主原料，通过 对其进行微波和化学改性剂复合改性，并增塑处 理后制得所述复合改性大豆蛋白塑料，所述复合 改性大豆蛋白塑料由大豆分离蛋白、硬脂酸、甘 油、水、丙酸组成。本发明的优点是：经过适量微 波辐射处理，使改性材料的吸水性显著降低，材料 的致密性和拉伸强度得到提高，复合增塑剂提高 了材料的加工性能和断裂伸长率，丙酸能与。
3、蛋白 质的吸水性基团反应，进一步降低材料的吸水性， 再者本发明是由改性大豆蛋白和增塑剂热压后形 成的，废弃后很容易被微生物分解成二氧化碳和 水，不污染环境；且大豆蛋白是一种可再生的资 源，取之不尽用之不竭。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种复合改性大豆蛋白塑料的制备方法，其特征在于，以市售大豆蛋白为主原料，通 过对其进行复合改性，并增塑处理后制得所述复合改性大豆蛋白塑料。 2.根据权利要求1所述的复合改性大豆蛋白塑料的制备方法，所述复。
4、合改性为微波和 化学改性剂复合改性，其特征在于，包括以下步骤： S1、取100重量份的大豆蛋白，按重量体积比1Kg3-4L的比例将其分散于浓度 80以上的酒精溶液中，加入5-20重量份的硬脂酸，控制温度在50-60，磁力搅拌，并用 100-1000W微波辐射处理1-10min，得到复合改性的大豆蛋白； S2、将复合改性的大豆蛋白经过抽滤、干燥、研磨后，和10-40重量份的甘油、5-15重 量份的水、1-5重量份的丙酸混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温度 95-155，压力5-25Mpa，时间5-20min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白塑 料制品。 3.根据权利。
5、要求2所述的复合改性大豆蛋白塑料的制备方法，其特征在于，步骤S2中， 热压时可采用平板硫化机或螺杆挤出机或注塑机。 4.根据权利要求1至3任一项所述的复合改性大豆蛋白塑料的制备方法，其特征在于， 所述大豆蛋白为大豆蛋白粉、大豆组织蛋白、大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白。优选地，所述 大豆蛋白为大豆分离蛋白。 5.根据上述任一项权利要求所述的复合改性大豆蛋白塑料的制备方法制备的复合改 性大豆蛋白塑料，其特征在于，所述复合改性大豆蛋白塑料由以下重量份原料混合组成： 6.根据权利要求5所述的复合改性大豆蛋白塑料，其特征在于，所述复合改性大豆蛋 白塑料为可完全生物降解大豆蛋白塑料。 7.根据权利要求6所述的。
6、复合改性大豆蛋白塑料，其特征在于，所述大豆蛋白为大豆 蛋白粉、大豆组织蛋白、大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白。优选地，所述大豆蛋白为大豆分离 蛋白。 权 利 要 求 书CN 102816439 A 1/4页 3 一种复合改性大豆蛋白塑料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于天然高分子材料领域，具体涉及一种复合改性大豆蛋白塑料及其制备 方法，也属于环境科学技术领域。 背景技术 0002 二战后兴起的石油基高分子材料以其轻便、结实、耐用的优良性能，经过短短几十 年的发展便渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面，成为材料领域的后起之秀。然 而，随着石油资源的逐渐枯竭和“白色污染”的日益加剧，人们开。
7、始寻找一种可持续发展的、 不污染环境的材料来代替石油基高分子材料。植物蛋白质分子是天然高分子产物，可再生 无污染，降解性能良好，是目前降解材料领域研究的热点之一。 0003 目前，国内外尝试应用于可生物降解材料方面研究的植物蛋白质主要有大豆蛋 白、玉米蛋白、小麦蛋白、葵花子蛋白、棉籽蛋白等，其中大豆蛋白研究的最多，因为大豆蛋 白来源丰富、价格低廉，可生物降解性能好，应用潜力大。由于原大豆蛋白材料具有吸水性 高、刚性强、韧性差等特点，不能满足实际应用的需要，因此，需要采取物理、化学、生化以及 共混等方法，使蛋白分子的结构、物理和化学性质发生改变，产生特定的性能和用途。 发明内容 0004 本发明。
8、的目的就是提供一种制备大豆蛋白可完全降解材料的方法，利用该方法制 备大豆蛋白塑料具有较好的力学性能和抗水性能。 0005 发明的目的可以通过下述技术措施来实现： 0006 根据本发明的一方面，提供了一种制备大豆蛋白可完全降解材料的方法，以市售 大豆蛋白为主原料，通过对其进行复合改性，并增塑处理后制得所述复合改性大豆蛋白塑 料，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤： 0007 S1、取100重量份的大豆蛋白，按重量体积比1Kg3-4L的比例将其分散于浓度 80以上的酒精溶液中，加入5-20重量份的硬脂酸，控制温度在50-60，磁力搅拌，并用 100-1000W微波辐射处理1-10min，得到复合。
9、改性的大豆蛋白； 0008 S2、将复合改性的大豆蛋白经过抽滤、干燥、研磨后，和10-40重量份的甘油、5-15 重量份的水、1-5重量份的丙酸混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温 度95-155，压力5-25Mpa，时间5-20min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白 塑料制品。 0009 步骤S2中，热压时可采用平板硫化机或螺杆挤出机或注塑机。 0010 所述大豆蛋白为大豆蛋白粉、大豆组织蛋白、大豆浓缩蛋白或大豆分离蛋白。优选 地，所述大豆蛋白为大豆分离蛋白。 0011 本发明的制备方法中，使用一定剂量的微波辐射处理大豆蛋白材料，在催化蛋白 质分子和改性剂之间发。
10、生化学反应的同时，又促使蛋白分子内和分子间发生交联反应，显 著提高了材料的致密性和拉伸强度，并且可以通过调节微波功率和时间得到不同力学性能 说 明 书CN 102816439 A 2/4页 4 的材料，科技含量高，具有创新性。 0012 本发明的制备方法中，复合增塑剂甘油、水、丙酸的加入大豆蛋白材料中，削弱了 蛋白质分子间的作用力，提高了材料的加工性能和断裂伸长率，同时丙酸是一种反应型增 塑剂，能与蛋白质的吸水性基团反应，进一步降低材料的吸水性，具有一定的实用性。 0013 根据本发明的另一方面，还提供了一种利用上述制备方法制备的复合改性大豆蛋 白塑料，其特征在于，所述复合改性大豆蛋白塑料由以。
11、下重量份原料混合组成： 0014 0015 所述复合改性大豆蛋白塑料为可完全生物降解大豆蛋白塑料。 0016 本发明的优点是： 0017 (1)本发明的大豆蛋白材料，利用酒精和硬脂酸作为改性剂进行化学改性，并利用 微波辐射催化反应的进行，减少了蛋白质分子内部暴露的亲水基团数量，有效降低了材料 的吸水率，提高了材料的抗水性能； 0018 (2)本发明的大豆蛋白材料，使用一定剂量的微波辐射处理，在催化蛋白质分子和 改性剂之间发生化学反应的同时，又促使蛋白分子内和分子间发生交联反应，显著提高了 材料的致密性和拉伸强度，并且可以通过调节微波功率和时间得到不同力学性能的材料， 科技含量高，具有创新性； 。
12、0019 (3)本发明的大豆蛋白材料，复合增塑剂甘油、水、丙酸的加入，削弱了蛋白质分子 间的作用力，提高了材料的加工性能和断裂伸长率，同时丙酸是一种反应型增塑剂，能与蛋 白质的吸水性基团反应，进一步降低材料的吸水性，具有一定的实用性； 0020 (4)本发明的大豆蛋白材料可采用平板硫化机或螺杆挤出机或注塑机等常规材料 设备加工，生产方法简单，易于操作，便于连续化生产； 0021 (5)大豆蛋白是一种可再生的资源，与石油原料相比有着取之不尽用之不竭的优 点，成本低廉，运输方便； 0022 (6)本发明的大豆蛋白材料的原料、改性剂及增塑剂均可降解，废弃后很容易被微 生物分解成二氧化碳和水，不污染环。
13、境。这种降解材料在应用上可部分代替塑料，从而缓解 化石塑料大量使用带来的环境压力。 附图说明 0023 图1为本发明的复合改性大豆蛋白塑料制成的一种餐具。 0024 图2为本发明的复合改性大豆蛋白塑料制成的日常用品。 说 明 书CN 102816439 A 3/4页 5 具体实施方式 0025 为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不局限于下面的实施例。在如下的实施例中，大豆蛋白选取大豆分离蛋白(SPI)，但应 注意到，本发明的大豆蛋白包括但不局限于大豆分离蛋白(SPI)。 0026 实施例1 0027 (1)取100Kg大豆分离蛋白(SPI)，分散于浓度。
14、80以上的400L酒精溶液中，加入 15Kg的硬脂酸，控制温度在50-60，磁力搅拌，并用640W微波辐射处理3min，得到复合改 性的SPI。 0028 (2)复合改性的SPI经过抽滤、干燥、研磨后，加入复合增塑剂40Kg(甘油水丙 酸3082)混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温度115，压力 15Mpa，时间10min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白可生物降解塑料制品。 制得的片材的力学性能、抗水性能和光学性能见表1。 0029 实施例2 0030 (1)取100Kg大豆分离蛋白(SPI)，分散于浓度80以上的400L酒精溶液中，加入 20Kg的硬脂酸，控制。
15、温度在50-60，磁力搅拌，并用480W微波辐射处理4min，得到复合改 性的SPI。 0031 (2)复合改性的SPI经过抽滤、干燥、研磨后，加入复合增塑剂45Kg(甘油水 丙酸30105)混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温度125， 压力16Mpa，时间8min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白可生物降解塑料制 品。制得的片材的力学性能、抗水性能和光学性能见表1。 0032 实施例3 0033 (1)取100Kg大豆分离蛋白(SPI)，分散于浓度80以上的400L酒精溶液中，加入 15Kg的硬脂酸，控制温度在50-60，磁力搅拌，并用800W微波辐射处理2mi。
16、n，得到复合改 性的SPI。 0034 (2)复合改性的SPI经过抽滤、干燥、研磨后，加入复合增塑剂50Kg(甘油水丙 酸35105)混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温度120，压 力13Mpa，时间12min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白可生物降解塑料制 品。制得的片材的力学性能、抗水性能和光学性能见表1。 0035 实施例4 0036 (1)取100Kg大豆分离蛋白(SPI)，分散于浓度80以上的400L酒精溶液中，加入 10Kg的硬脂酸，控制温度在50-60，磁力搅拌，并用320W微波辐射处理6min，得到复合改 性的SPI。 0037 (2)复合改性的。
17、SPI经过抽滤、干燥、研磨后，加入复合增塑剂35Kg(甘油水丙 酸15155)混合，快速搅拌至蓬松无块状，置于模具内，控制条件为：温度120，压 力15Mpa，时间15min，热压后室温下冷却成型，即得复合改性大豆蛋白可生物降解塑料制 品。制得的片材的力学性能、抗水性能和光学性能见表1。 0038 表1复合改性大豆分离蛋白塑料的性能对比 0039 说 明 书CN 102816439 A 4/4页 6 0040 表1中复合改性大豆分离蛋白塑料样品性能的测试方法：力学性能按照GB/ T1040-92在深圳瑞格尔仪器有限公司的RGM-3010型微机控制电子万能试验机进行测定， 拉伸速度为50mm/min；抗水性能按照GB/T1034-1998方法2进行测定(抗水性能用吸水率 来表示，吸水率越低抗水性能越好)；透光性能用上海精科有限责任公司的WGT-S透光率/ 雾度测定仪进行测定。 0041 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。 说 明 书CN 102816439 A 1/2页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102816439 A 2/2页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102816439 A 。