大豆蛋白质材料的化学改性和增塑研究

论文摘要

本文研究了化学改性对蛋白质材料性能的影响,改性后材料的增塑剂选择以及蛋白质材料成型工艺的探索。使用了二甲基二氯硅烷、氢氧化钠、尿素、硫脲、乙酸、丙酸、亚硫酸钠、硫酸锌、二氧化硅、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸等对大豆分离蛋白的化学改性,尝试了甘油、己内酰胺、乙酰胺、聚乙二醇系列、山梨醇、环氧大豆油等对改性后的蛋白质材料的增塑作用,探索了各种成型方式及工艺条件对材料性能的影响。采用红外光谱对改性大豆分离蛋白进行了表征,并测试了改性后材料的热性能、力学性能、流变性能、耐水性能等。结果表明,强碱可以有效截断蛋白质分子的长链结构,提高蛋白质分子的加工流动性；尿素和硫脲可以使蛋白质充分变性,从而使曲卷的蛋白质长链伸展开,疏水基团暴露有利于耐水性的改善;二甲基二氯硅烷能够反应掉蛋白质上面的亲水基团也有利于提高耐水性；表面活性剂系列对蛋白质具有强烈的变性作用,蛋白质长链伸展后规则排列可以显著提高材料的力学性能。增塑改性结果表明,甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、山梨醇等小分子多元醇和己内酰胺、乙酰胺等酰胺类对化学改性后的蛋白质具有较好的增塑作用,能显著改善材料的多方面性能,其中聚乙二醇系列对硅烷改性后的材料增塑综合效果优于其他增塑剂,己内酰胺和甘油对表面活性系列改性后的增塑作用综合效果较好。大豆蛋白质材料的加工工艺研究表明,共混采用密炼共混效果要优于二联辊,密炼时间硅烷系列改性的为5分钟,表而活性剂改性的为3分钟,密炼温度硅烷系列改性蛋白质材料的为120℃,表面活性剂改性的为140℃,热压成型温度硅烷系列思维为120℃,表面活性剂系列改性的为140℃,热压时间15分钟为最佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 概述
• 1.2 大豆蛋白质的分子结构以及基本性质
• 1.2.1 大豆蛋白质的分子结构
• 1.2.2 大豆蛋白质的基本性质
• 1.3 蛋白质塑料的增塑研究
• 1.3.1 水对大豆蛋白塑料的增塑作用
• 1.3.2 甘油对蛋白质塑料的增塑作用
• 1.3.3 其它增塑剂的增塑作用
• 1.4 蛋白质塑料的改性研究
• 1.4.1 热、碱、酸调改性
• 1.4.2 还原剂处理
• 1.4.3 交联剂改性
• 1.4.4 添加助剂改性
• 1.4.5 填充改性
• 1.4.6 超声波处理
• 1.4.7 紫外线辐射处理
• 1.4.8 超高压处理
• 1.5 蛋白质塑料的加工方法
• 1.5.1 模压法
• 1.5.2 挤出法
• 1.5.3 流延成膜
• 1.6 本论文研究的内容和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 主要原材料
• 2.2 主要实验仪器
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 改性大豆分离蛋白的制备
• 2.3.2 表面活性剂系列十二烷基硫酸钠改性
• 2.3.3 表面活性剂系列十二烷基苯磺酸钠改性
• 2.3.4 表面活性剂系列十二烷基磺酸钠改性
• 2.3.5 其他改性方法
• 2.3.6 增塑大豆分离蛋白材料的制备
• 2.4 性能测试与表征
• 3 结果与讨论
• 3.1 大豆蛋白质的化学改性
• 3.1.1 硅烷系列
• 3.1.2 表面活性剂系列化学改性
• 3.2 增塑剂的选择
• 3.2.1 硅烷系列增塑剂的选择
• 3.2.2 表面活性剂系列改性蛋白质材料增塑剂的选择
• 3.3 成型方式对性能的影响
• 3.3.1 热压成型温度对性能的影响
• 3.3.2 热压成型时间对性能的影响
• 3.3.3 热压成型压力对性能的影响
• 3.3.4 共混时间对性能的影响
• 3.3.5 共混温度对性能的影响
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间论文发表情况
• 8 致谢