【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可降解绿色包装膜制备技术，涉及一种非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白复合膜及其制备方法。
技术介绍
1、可降解生物塑料是指以淀粉等天然物质为基础生成的具有可降解性、可再生性的环保塑料。其中，玉米醇溶蛋白(zein)作为玉米淀粉生产的主要副产物，是一种具有良好应用前景的可降解塑料薄膜原料。zein不溶于水，但可溶解于体积分数为60％～95％的醇类水溶液中。随着溶剂的挥发，zein溶液中的蛋白质分子之间通过二硫键、疏水键和氢键等键合自组装凝聚形成具有网络状结构的薄膜。zein来源广且具有安全无毒、高阻隔性、可降解和再生等特性，正逐步替代石油基塑料膜产品。但是，单纯的玉米醇溶蛋白膜脆性大、强度低，限制了其在包装等行业的进一步应用，因此可以通过添加交联剂和高强度的矿物原料等方式对其改性以达到实际应用要求。zein薄膜在生产过程中添加交联剂后，交联剂中具有反应活性的末端可与玉米醇溶蛋白的特定功能团反应形成新的化学结合，改善了zein膜的空间结构方式，提高了韧性和强度。但是大多数交联剂都是不可降解的石油基高分子材料，在改善玉米醇溶蛋白膜强度的同时，也给环境带来了新的污染。利用矿物原料对zein薄膜进行改性时，矿物原料可通过弥散强化的方式来改善玉米醇溶蛋白膜的强度，矿物原料虽是一种环境友好型材料，但矿物原料与玉米醇溶蛋白往往是一种简单的机械混合，强度的改善效果非常有限。因此，有必要探索新的改性方法制备可降解zein复合薄膜。
技术实现思路
1、为了解决玉米醇溶蛋白膜脆性大、强度低的问题，
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供一种非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将正硅酸丙酯、磷酸三乙酯、氟化钙依次加入到去离子水中，并加入醋酸溶液作为水解催化剂，搅拌直至溶解，得到改性溶胶；
5、(2)将玉米醇溶蛋白加入到乙醇水溶液中，得到玉米醇溶蛋白乙醇溶液；
6、(3)将改性溶胶加入玉米醇溶蛋白乙醇溶液中，充分混合后在一定温度下保温制备成膜液，干燥即获得玉米醇溶蛋白/非晶玻璃纤维复合膜。
7、进一步的，改性溶胶原料中，正硅酸丙酯的摩尔百分含量为55～70％；氟化钙的摩尔百分含量为18～46％；磷酸三乙酯的摩尔百分含量为4～12％。
8、进一步的，改性溶胶中，si、ca、p总浓度为1mol/l。
9、进一步的，改性溶胶中，醋酸溶液的浓度0.1～0.5mol/l。
10、进一步的，乙醇水溶液中，乙醇的体积百分比为80％v/v。
11、进一步的，将玉米醇溶蛋白粉末按1:10g/ml比例加入所述乙醇水溶液中。
12、进一步的，加入到玉米醇溶蛋白乙醇溶液中改性溶胶的体积占比为5～30％。
13、进一步的，将成膜液平铺后干燥，即得非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜。
14、进一步的，加热反应的温度为60～90℃、加热反应的时间为20～40min。
15、进一步的，干燥温度为45～55℃。
16、第二方面，本专利技术提供上述制备方法制备得到的非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜。
17、第三方面，本专利技术提供一种非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜在包装和/或替代传统塑料制品方面的应用。
18、本专利技术不仅利用zein改性溶胶水解后的产物非晶玻璃纤维本身具有的高强度对zein膜进行增强，更利用改性溶胶在凝聚过程中能够改变zein蛋白分子自组装过程和最终结构进行增强，通过对zein蛋白多肽链的作用效果达到改善zein膜性能的目的。改性溶胶中的正硅酸丙酯、磷酸三乙酯水解后可形成硅和磷的氧化物以及醇类化合物，在干燥过程中硅、磷、钙原子与氧原子通过共价或者离子键合，形成不规则的空间网络结构，最终形成非晶玻璃纤维。这种非晶玻璃纤维具有很高的强度和韧性，能够改善zein膜的强度和韧性。改性溶胶凝聚形成非晶玻璃纤维过程中，还会影响zein蛋白多肽链的展开程度，游离的硅、磷、钙原子可侵入蛋白内部，致使zein蛋白展开，疏水基团暴露，疏水相互作用力增强，可致使玉米醇溶蛋白分子可自组装形成强度和塑性更高的结构方式。同时，非晶玻璃纤维中硅氧长链可与zein蛋白分子的羧基相连形成更稳定的空间网络结构，磷氧键可与zein蛋白中的氨基中的n原子键合链接，增强分子静电斥力，改善薄膜的力学性能。钙原子可通过氧原子与玻璃纤维中的硅、磷原子以及zein蛋白分子中的n原子键合，很好将玻璃纤维和zein蛋白衔接，加上钙原子半径大本身具有很好的弥散强化作用，能够对zein膜起到很好的强化效果。
19、本专利技术的有益效果为：
20、(1)本专利技术利用生物微晶玻璃在凝聚过程中对zein结构的影响以及微晶玻璃本身所具有的高强度对zein薄膜进行改性，有效降低了薄膜的孔隙率，提升了薄膜的力学性能和阻隔性能。
21、(2)本专利技术以玉米醇溶蛋白为原料，制备出了玉米醇溶蛋白/非晶玻璃纤维复合膜，既增加了玉米醇溶蛋白的商用价值，又为可降解复合薄膜的研发提出了新的思路，有利于日后可降解塑料产业的发展。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶原料中，正硅酸丙酯的摩尔百分含量为55～70％；氟化钙的摩尔百分含量为18～46％；磷酸三乙酯的摩尔百分含量为4～12％。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶中，Si、Ca、P总浓度为1mol/L。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶中，醋酸溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，乙醇水溶液中，乙醇的体积百分比为80％。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，将玉米醇溶蛋白粉末按1:10g/mL比例加入所述乙醇水溶液中。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，加入到玉米醇溶蛋白乙醇溶液中改性溶胶的体积占比为5～30％。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，加热反应的温度为60～90℃、加热反应的时间为20～40min；干燥温度为45～55℃。
9.根据上述权利
10.如权利要求9所述非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜在替代传统塑料制品方面的应用，优选的，包装领域。
...【技术特征摘要】
1.一种非晶玻璃纤维改性玉米醇溶蛋白膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶原料中，正硅酸丙酯的摩尔百分含量为55～70％；氟化钙的摩尔百分含量为18～46％；磷酸三乙酯的摩尔百分含量为4～12％。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶中，si、ca、p总浓度为1mol/l。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，改性溶胶中，醋酸溶液的浓度为0.1～0.5mol/l。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，乙醇水溶液中，乙醇的体积百分比为80％。
【专利技术属性】
技术研发人员：王佃刚，王菁，陈传忠，翟继强，张国芳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。