本发明属于天然高分子基膜材料,具体涉及大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜
背景技术:
1、随着物流行业的发展,物流包装的种类不断丰富,其中塑料薄膜因其防水耐用等优势成为传统常用的物流包装之一。塑料薄膜的不可降解性造成了严重的环境问题。为响应绿色号召,以环境友好、资源得到高效利用及可再生降解特征为前提,将天然高分子材料类生物质,如纤维素、壳聚糖、蛋白质等作为原料,深入研发绿色、可降解薄膜。
2、大豆分离蛋白因其高纯度,是良好的成膜材料,且价格低、来源广,具有良好的生物相容性、可降解性,但其单一成膜材料机械强度、吸湿保湿性较差,这严重限制了大豆分离蛋白的使用范围。羧甲基壳聚糖具有天然、无毒、良好的成膜性、保湿性等优点,而其成膜耐水性、机械强度差。大豆分离蛋白分子和羧甲基壳聚糖简单混合,可发生静电作用,在特定环境下发生自组装行为形成复合粒子,但所制备的复合材料稳定性、力学性能较差。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,具有可降解、良好生物相容及吸湿保湿性的特点。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
3、大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,按质量分数,其特征在于,包括以下组分:
4、大豆分离蛋白分散液140~150g、大豆分离蛋白降解分散液145~155g、乙二醇二缩水甘油醚改性大豆分离蛋白分散液150~160g、改性大豆分离蛋白接枝羧甲基壳聚糖分散液230~240g;
5、所述的大豆分离蛋白分散液,其制备方法包括以下步骤:
6、将5~10g大豆分离蛋白和水加入三口烧瓶中,在不断搅拌状态下逐渐升温至45~55℃,使大豆分离蛋白完全溶解。
7、所述的大豆分离蛋白与水的质量比为1:13~15;
8、所述的搅拌速度为150~250r/min;
9、所述的完全溶解,时间为:20~30min。
10、所述的大豆分离蛋白降解分散液,其制备方法包括以下步骤:
11、将140~150g大豆分离蛋白分散液置于250ml烧杯中,用塑料滴管逐滴滴加加5~10g冷却后的氢氧化钠溶液,并用玻璃棒不断搅拌,恰呈现糊状即停止滴加。
12、所述氢氧化钠溶液的重量分数为1~5wt%;
13、所述大豆分离蛋白降解分散液ph值为8.0~9.0。
14、所述的乙二醇二缩水甘油醚改性大豆分离蛋白分散液,其制备方法包括以下步骤:
15、将1.5~2.5g乙二醇二缩水甘油醚和水置于25ml的恒压滴液漏斗中备用,另将145~155g大豆分离蛋白降解分散液置于250ml三口烧瓶中,在55~60℃且搅拌状态下缓慢滴加恒压滴液漏斗中的乙二醇二缩水甘油醚,进行接枝改性反应,保温反应120~180min,制得乙二醇二缩水甘油醚改性大豆分离蛋白分散液。
16、所述的乙二醇二缩水甘油醚与水的质量比为1:2~4;
17、所述的大豆分离蛋白降解分散液中的大豆分离蛋白与乙二醇二缩水甘油醚的物质的量比为1:1.5~2;
18、所述的乙二醇二缩水甘油醚滴加时间为25~35min;
19、所述搅拌速度为250~300r/min。
20、所述的改性大豆分离蛋白接枝羧甲基壳聚糖分散液,其制备方法包括以下步骤:
21、将150~160g未冷却的乙二醇二缩水甘油醚改性大豆分离蛋白分散液置于三口烧瓶中,调节温度至70~85℃,处于搅拌状态下滴加经预先溶解的羧甲基壳聚糖溶液和2~3滴四甲基乙二胺催化剂进行接枝反应,保温反应180~240min,再加入20~30%丙三醇继续搅拌30~40min,降温,制得改性大豆分离蛋白接枝羧甲基壳聚糖分散液,最后倒入模具,干燥后制得复合膜。
22、所述的羧甲基壳聚糖与大豆分离蛋白降解分散液中的大豆分离蛋白的物质的量比为1:0.5~1.5;
23、所述的羧甲基壳聚糖与水的质量比为1:80~85;
24、所述的羧甲基壳聚糖溶液滴加时间为30~40min;
25、所述的四甲基乙二胺与大豆分离蛋白和羧甲基壳聚糖总量的质量比为1:1000~1100;
26、所述的丙三醇与大豆分离蛋白和羧甲基壳聚糖总量的质量比为1:3~5;
27、所述的降温,温度为20~25℃;
28、所述的干燥,温度为40~50℃,时间为240~360min;
29、所述搅拌速度为250~300r/min。
30、本发明的有益效果是:
31、本发明将大豆分离蛋白与乙二醇二缩水甘油醚、羧甲基壳聚糖接枝改性,乙二醇二缩水甘油醚的大量环氧基与羧甲基壳聚糖的氨基和降解后大豆分离蛋白的氨基、羟基进行化学交联,不同分子结构间的配合提高了膜的稳定性、力学机械性能、吸湿保湿性。此外,本发明以可降解、绿色环保的天然高分子材料为原料,有效利用了大豆分离蛋白、羧甲基壳聚糖的优异成膜性以及乙二醇二缩水甘油醚的良好力学性能,研制出一种可降解的、吸湿保湿性较好的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜;经干燥(温度40~50℃)后制得的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,具有以下优点:
32、1)改善大豆分离蛋白及羧甲基壳聚糖的稳定性;
33、2)提供一种可降解、环境友好型复合膜;
34、3)提供一种天然高分子材料改性的简易高效方法;
35、4)提供一种天然高分子材料资源化利用的方法和衍生产品。
1.大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,按质量分数,其特征在于,包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,所述的大豆分离蛋白分散液,其制备方法包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,所述的大豆分离蛋白降解分散液,其制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,所述的乙二醇二缩水甘油醚改性大豆分离蛋白分散液,其制备方法包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,
8.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,所述的改性大豆分离蛋白接枝羧甲基壳聚糖分散液,其制备方法包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的大豆分离蛋白/乙二醇二缩水甘油醚/羧甲基壳聚糖复合膜,其特征在于,
