一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法技术

一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法，涉及一种降解塑料的制备方法，首先，棉籽蛋白的提取，然后制备棉籽蛋白/甘油，制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛，制备棉籽蛋白/甘油混合物后，再加入戊二醛，在热水浴中反应,制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛/钠基蒙脱土，加入经过静沉降法提纯的蒙脱土溶液，充分混合，加入蒙脱土。本发明专利技术以棉籽蛋白质为原料制备完全生物降解塑料，旨在克服其加工性能和力学性能不佳，耐水性差等严重缺陷，从物理改性出发，用甘油提高棉籽蛋白的加工性，再从化学改性的角度，用戊二醛对棉籽蛋白进行交联改性，最后以蒙脱土作为填充，以期提高棉籽蛋白质塑料的力学性能和耐水性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种降解塑料的制备方法，特别是涉及一种棉籽蛋白降解塑料的制备 方法。
技术介绍
随着塑料产量的增大、成本的降低，人们就不再反复使用商品包装袋、液体容器以 及农用地膜等此类的塑料，使此种塑料成为一类用过即被丢弃的废品。废弃塑料带来的"白 色污染"，已经成为一种不能再被忽视的社会公害了 。随着人们环境保护意识的增强，不 可降解的石油基塑料将逐渐被替代。另外，石油是一种不可再生的资源，在不久的将来，这 种有限的资源会被开采殆尽。因此，必须寻找一种可再生的资源来代替石油作为生产塑料 的原料。 近年来，蛋白质作为一种非石油、环境安全、可生物降解和能再生的资源逐渐受到 关注。天然聚合物中，蛋白质也许是在工业应用方面利用最少的天然资源，它们基本上被认 为只是饲料中的功能和营养成分，而作为结构基元在非食品工业应用的巨大潜力远未被认 识和理解。棉籽蛋白本身就是亲水性材料，与水分子有极强的亲和力，能借助氢键将极性的 水分子吸附到蛋白分子周围。通过对动植物蛋白质进行共混、接枝、共聚、交联等改性，可以 得到相应的蛋白质基材料。我国是世界第一产棉大国，棉花产量占世界棉花产量的1/3,年 广棉轩约800万t，提油后的棉柏蛋白质含量可达38 %~45%。以此计算，每年我国提油后 的棉柏年广量超过400万t，约含有蛋白质160万t，是一种巨大的植物蛋白质资源。所以 利用棉籽蛋白来研究生物降解塑料，既充分利用了我国丰富的棉籽柏资源，又解决了普通 塑料对环境造成的白色污染问题。高分子材料被应用于各个领域，无处不在地遍布于我们 的工作、学习、生活中，以其方便、快捷、应用范围广而著称。但是，普通高分子材料在自然条 件下难于降解，对环境带来严重的污染。进入21世纪以来，保护地球环境、构筑资源循环型 社会，走可持续发展道路，已成为世界关注热点和紧迫任务。生物降解塑料通过产品整个生 命周期分析，已确认为环境低负荷材料。另外，相当一部分生物降解塑料的主要原料是来自 可年年再生的农业资源，作为有限的、日渐减少、日趋枯竭的不可再生的石油资源的补充替 代，也已成为全球瞩目的发展趋势。因此，生物降解塑料已成为全球研究开发热点，特别是 完全生物降解将是未来发展的重点目前，有很多人都在从事可降解塑料的研究。 棉籽柏是棉籽经去油处理后的副产品，在我国对其利用率很低，主要是用于喂养 牲畜。由于我国是最大的棉花生产国，因此产量很大。以这种二次原料为原料，成本低，有 利于工业化生产中原料的获取。而且，棉籽蛋白分子中含有多种基团，有利于其改性。因 此，由于石油危机和一系列的环境问题，它在降解材料领域中的用途已经引起人们的普遍 关注，这也预示着蛋白质基生物降解塑料的广阔应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本专利技术以棉籽蛋白质 为原料制备完全生物降解塑料，旨在克服其加工性能和力学性能不佳，耐水性差等严重缺 陷，从物理改性出发，用甘油提高棉籽蛋白的加工性，再从化学改性的角度，用戊二醛对棉 籽蛋白进行交联改性，最后以蒙脱土作为填充，以期提高棉籽蛋白质塑料的力学性能和耐 水性。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： ，所述方法包括以下过程： 首先，棉籽蛋白的提取，选用剥壳棉籽榨油后的饼柏，用粉碎机粉碎，过筛，取粉料为原 料，干燥后待下一步使用；称取棉籽粉，量取蒸馏水，加入氢氧化钠，在水浴中加热搅拌；萃 取完毕，离心分离、取上层清液待下一步使用；上清液用盐酸溶液进行滴定，滴定到试验所 需的PH值，停止加酸，进行离心分离，取沉淀，用去离子水洗涤，放于鼓风干燥箱内进行干 燥，得到棉籽分离蛋白；然后分步制备成品如下： (1) 制备棉籽蛋白/甘油 将棉籽蛋白中，加入甘油，搅拌分散；将此混合物导入培养皿，在真空干燥箱中烘干； 将烘干后的样品在平板硫化机上模压成片，然后移至另一常温压机中冷却；将样片裁 成测试样条之后在空气中静置，测试其各项性能； (2) 制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛 用（1)制备棉籽蛋白/甘油混合物后，再加入戊二醛，在热水浴中反应，加入戊二醛； 后续过程与前面制样方法一致； (3) 制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛/钠基蒙脱土 在（2)中制备的中加入经过静沉降法提纯的蒙脱土溶液，充分混合，加入蒙脱土，后续 过程与前面制样方法一致。 所述的，所述甘油份数选20份/100份棉籽蛋 白为佳。 所述的，所述戊二醛含量为棉籽蛋白质量的 30%，模压温度为140°C时，棉籽蛋白塑料的拉伸强度达到17. 22MPa，吸水率也降至44. 8% ; 戊二醛改性棉籽蛋白塑料的最佳配比为棉籽蛋白100份，戊二醛30份。 所述的，所述蒙脱土含量为6%时，拉伸强度最 高，为19. IMPa，吸水率最低，为27. 8% ;综合对比，蒙脱土份数应选择6份/100份棉籽蛋白 最佳。本 专利技术的优点与效果是： 本专利技术通过使用无毒、低毒且成本低廉的加工改性助剂对棉籽蛋白加工改性，来制备 具有较高的力学机械性能和耐水性且无毒无害、成本低廉的棉籽蛋白降解塑料材料。【附图说明】 图1为甘油增塑棉籽蛋白质塑料的SEM图； 图2甘油增塑棉籽蛋白质塑料的XRD图； 图3戊二醛改性棉籽蛋白塑料SEM照片； 图4 a-甘油增塑和b-蒙脱土增强戊二醛改性棉籽蛋白塑料的红外光谱图； 图5蒙脱土增强戊二醛改性棉籽蛋白塑料的SEM照片。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。 棉籽蛋白的提取，选用剥壳棉籽榨油后的饼柏，用粉碎机粉碎，过筛，取200目的 粉料为原料，干燥（40°C，12h)后待下一步使用。称取一定量的棉籽粉，量取一定量蒸馏水 (液泊比12:1)，加入lmol/L的氢氧化钠(调节至PH=11)，在水浴中加热搅拌（70°C，lh)。 萃取完毕，离心分离（4000r/min，10min)、取上层清液待下一步使用。上清液用1 mol/L的 盐酸溶液进行滴定，滴定到试验所需的PH值（PH=4. 8)，停止加酸。进行离心分离（4000r/ min，lOmin)，取沉淀，用去离子水洗涤3遍，放于鼓风干燥箱内进行干燥（50°C，24h)，得到 棉籽分离蛋白。 (1)制备棉籽蛋白/甘油样品 将棉籽蛋白中，加入甘油(甘油与蛋白质的质量比分别为10:1，10:2,10:3,10:4)，搅拌 分散20min ;将此混合物导入培养皿，在真空干燥箱中（35°C )烘干。 将烘干后的样品在平板硫化机上(压力lOMPa，先冷压5min，再恒温保压20min，热 压温度为120°C)模压成片，然后移至另一常温压机中冷却。将样片裁成测试样条之后在空 气中静置24h，测试其各项性能。 (2)制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛样品 用（1)制备棉籽蛋白/甘油(质量比为10:2)混合物后，再加入戊二醛，在热水浴（70°C) 中反应20min，加入戊二醛的质量分数分别为10%、20%、30%、40% (戊二醛的质量分数，w/￥)，。其中，模压温度分别为11(TC、120°C、130°C、140°C、150°C，后续过程与前面制样方法一 致 (3)制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛/钠基蒙脱土样品 在（2)中制备的G30中加入经过静沉降法提纯的蒙脱土溶液，充分混合20min，加入蒙 脱土的质量分数分别为2%、4%、6%、8%、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棉籽蛋白降解塑料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：首先，棉籽蛋白的提取，选用剥壳棉籽榨油后的饼粕，用粉碎机粉碎，过筛，取粉料为原料，干燥后待下一步使用；称取棉籽粉，量取蒸馏水，加入氢氧化钠，在水浴中加热搅拌；萃取完毕，离心分离、取上层清液待下一步使用；上清液用盐酸溶液进行滴定，滴定到试验所需的PH值,停止加酸，进行离心分离，取沉淀，用去离子水洗涤，放于鼓风干燥箱内进行干燥，得到棉籽分离蛋白；然后分步制备成品如下：（1）制备棉籽蛋白/甘油：将棉籽蛋白中，加入甘油，搅拌分散；将此混合物导入培养皿，在真空干燥箱中烘干；将烘干后的样品在平板硫化机上模压成片，然后移至另一常温压机中冷却；将样片裁成测试样条之后在空气中静置，测试其各项性能；（2）制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛：用（1）制备棉籽蛋白/甘油混合物后，再加入戊二醛，在热水浴中反应,加入戊二醛；后续过程与前面制样方法一致；（3）制备棉籽蛋白/甘油/戊二醛/钠基蒙脱土：在（2）中制备的中加入经过静沉降法提纯的蒙脱土溶液，充分混合，加入蒙脱土，后续过程与前面制样方法一致。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，王新，徐晓强，
申请(专利权)人：盘锦职业技术学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21