植物纤维/大豆塑料复合材料的制备和研究
摘要 :随着人类环境意识的提高,石油资源的不断减少,生物降解聚合物取代传统石油基聚合物已经成为发展的趋势。大豆蛋白是一种可完全生物降解的天然高分子,与其他生物降解聚合物相比,大豆蛋白来源丰富,可再生。由于其结构特点, 大豆蛋白在胶黏剂、 膜材料、包装材料和复合材料方面具有巨大的潜力。本文综述了近些年来改性大豆蛋白生物降解材料和复合大豆蛋白材料的研究进展,并将甘油与大豆分离蛋白混合进行了模压实验制取大豆分离蛋白塑料。
关键词: 大豆分离蛋白;增塑剂;改性;复合材料
0 引言
材料的发展极大地推动着人类社会的进步 。随着石油资源的逐渐枯竭和“ 白色污染” 的日益加剧 , 人们开始想要找到一种可生物降解的天然生物原料。 而在可生物降解材料中,经榨油后残余的副产物——大豆蛋白,因其可大量种植且可再生,来源丰富,分子结构独特,具有可被自然分解,其产物能被微生物再利用等优点,即资源丰富又经济环保,无疑是佳的材料资源之一。近年来,大豆分离蛋白在高分子材料领域的应用主要集中在材料胶粘剂 、可生物降解的膜材和塑料材料 、纤维材料 、生物医用材料和橡胶填充材料等几个方面 。但仍存在是脆性大、抗水性差等问题。但是因为其特殊的分子结构,包含多种官能团,如氨基、羟基、酚基、羧基等。这些活性基团可作为化学改性或交联的位点,来合成各种功能与石油基聚合物相当或更优的新型聚合物,可以进行多种改性以满足制备不同材料的需要 , 其研究和应用受到各国学者的广泛关注 。目前 , 大豆分离蛋白材料的改性方法主要有物理改性、化学改性、小分子增塑改性和共混改性等几种 。大量研究表明,对大豆蛋白质进行改性处理,可以使大豆蛋白塑料的力学强度、加工性、塑性和抗水性等显著提高。通过选择适合的高分子化合物混合改性大豆蛋白,可显著提高大豆蛋白塑料力学性能,改善脆性,增强柔顺性和抗水性。[1]
1大豆蛋白的物理化学性质
包惠燕、欧仕益[2],shimuzu[3],song[4]表明,蛋白质本身固有的一些属性,比如结构、氨基酸排列顺序、组成等,使其与某些物质组分(蛋白质、脂肪、糖类等)发生作用,并受环境条件如温度、pH、电离强度等影响,因此蛋白质的理化性质与各种因素有关。蛋白质的理化性质取决于其本身氨基酸组成、分子大小、分子内部连接键的长度及周围环境状况等。分子内部的力量决定着分子结构,也决定着它们的稳定性。对于蛋白质的a-螺旋型和P-片型结构而言,氢键至为重要。在有水存在时,由于水合蛋白质相互争夺氢,从而破坏了蛋白质之间的氢键。
1.1水溶性
大豆蛋白质的水溶性在食品加工中是极为重要,它是充分发挥大豆蛋白质功能特性的先决条件。大豆蛋白的水溶性因大豆蛋白的分子结构而异。大豆蛋白质主要!e存蛋白质,用水浸出后,其主要成分是7S和lis组成的大豆球蛋白,含量约占大豆蛋白质的70%。通常用氮溶解指数(NSI)或蛋白质分散指数(PDI)来表示蛋白质的解度。
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