新型大豆蛋白塑料配方的研究开题报告
2021-08-08 10:34:48
全文总字数:3227字
1. 研究目的与意义
大豆为豆科植物大豆的成熟种子,是我国仅次于水稻、小麦和玉米的重要粮食作物,也是世界上最重要的油料和高蛋白作物,在国家粮食战略安全和国际农产品贸易中占有重要的地位。大豆中含有丰富的蛋白质和脂肪,可直接食用,也可用于榨取油料及制成各种副食品,如豆腐、豆浆、豆腐皮等。蛋白质可制塑料、药品等。
二战后,石油价格下降,因此通过石油化工技术人工合成的塑料材料控制了市场。这期间有五十年,对大豆蛋白的工业化应用,无论是应用的还是基础的研究,很少有报道。但是这些人工合成塑料在给人们带来许多便利之余,很难自然降解,因而其在环境中的日益堆积引起人们的忧虑。而且石油作为一种不可再生资源,也日益面临所谓枯竭问题。近年来,出于环境和资源两方面的原因,人们开始重新研究利用天然高分子成分生产环境友好的生物降解塑料。植物蛋白质是一种很有用的,可再生的生物降解高分子。进入90年代,以大豆蛋白质为原料,研制可完全生物降解的绿色塑料重新活跃起来,而且,作为提高农产品附加值和提高农民收入的有效途径,更引起了美国、巴西、阿根廷等农业大国的浓厚兴趣。
大豆塑料是一种可完全生物降解的天然产物塑料,与其他植物蛋白塑料相比,它具有成本低、易加工、性能稳定、耐水性好等特点,而且使用后可用来增肥土壤或加工成动物饲料达到再利用。在21世纪这个提倡环保节能的时代,发展大豆蛋白塑料是解决塑料废弃物对环境污染以及缓解石油资源短缺可能的有效途径。
2. 国内外研究现状分析
国内汪浩,黄华,张隐西采用传统的塑料加工设备HAAKE 扭矩流变仪,对增塑剂(包括水和甘油等) 、还原剂亚硫酸钠和润滑剂(大豆油) 对大豆蛋白质塑料加工和力学性能的影响进行了研究。胡坤, 萧兆荣, 陈学研究了转氨酶催化改性大豆分离蛋白制备蛋白质塑料, 分析转氨酶对大豆分离蛋白塑料拉伸性能的影响。姚永志等用环氧丙烷对大豆分离蛋白进行增塑改性,制得的材料具有高强度,低吸水率的优点。如今大豆蛋白塑料经过各种改性后已经得到的广泛的应用,在工业,生活各种领域发挥了举足轻重的作用。
国外大豆蛋白质塑料最早见于1913年法国和英国专利。1930年亨利福特也曾进行了以大豆为原料制备塑料材料的努力。现在已经取得了巨大的发展,Jane等研究了多羟基醇作为增塑剂对模压大豆蛋白质塑料力学性能的影响, 并用DSC 研究了水、甘油含量对大豆蛋白质塑料的热性能的影响, DMTA研究了储能模量、力学损耗温度的关系谱;报道了模压甘油增塑的、干燥的和含水的大豆蛋白质塑料的储能模量、力学损耗温度关系曲线;研究了不同水分含量经双螺杆挤出大豆蛋白质塑料样片的储能模量、力学损耗与温度的关系;采用低温DSC 方法研究了水分含量对大豆蛋白质塑料玻璃化转变温度的影响,Otaigbe 等研究了聚磷酸盐作为填料对大豆蛋白质塑料的吸水性和力学性能的影响, 并用DSC研究了其热性能;Sun 等人研究了7S、11S 大豆球蛋白和它们的共混物制得的模压大豆蛋白塑料的性能, 用DSC 研究了在大量水存在时7S、11S 球蛋白的热转变温度;Liang 等人研究了大豆蛋白质塑料的处理工序及处理后样品的力学性能以及模量温度关系、恒温条件下模量时间关系。3. 研究的基本内容与计划
第一阶段
根据不同配方制备大豆蛋白塑料
第二阶段
4. 研究创新点
纯大豆蛋白塑料塑性大,不利于加工成型。
本实验用不同质量分数的甘油,乳化剂OP和荻草粉末改性大豆蛋白塑料,改性后的大豆蛋白塑料的断裂伸长率,拉伸性能等力学性能都有一定程度提高,热性能等综合性能也有所改善。
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